eGaNを用いたＥ級インバータの設計

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: SPC22142

グループ名: 【D】産業応用部門 半導体電力変換研究会

発行日: 2022/07/11

タイトル(英語): Design of a Class-E Inverter with an eGaN FET

著者名: 町澤 改(千葉工業大学),中島 樹咲果(千葉工業大学),羅 イ森(千葉工業大学),魏 秀欽(千葉工業大学)

著者名(英語): Kai Machizawa(Chiba Institute of Technology),Kisara Nakajima(Chiba Institute of Technology),Weisen Luo(Chiba Institute of Technology),Xiuqin Wei(Chiba Institute of Technology)

キーワード: 小型化|高効率化|Ｅ級インバータ|ＺＶＳ／ＺＤＳ条件|Miniaturization|higher efficiency|class-E inverter|ZVS/ZDS conditions

要約(日本語): 近年, eGaN FETの登場により, E級インバータと呼ばれるソフトスイッチングモードインバータの更なる高周波化が求めらている. eGaN FETの高速動作の利点を活かすことにより, E級インバータの更なる高周波化が期待される. しかしながら, eGaN FETには寄生容量があるため, それがE級インバータの更なる高周波化へのボトルネックとなっている. この問題に対し, 従来のE級インバータの入力インダクタとシャントキャパシタ間に共振構造を導入した. この共振構造の導入により, 従来のE級インバータの利点を維持したうえで, eGaN FETの寄生容量から設計可能な周波数への制約を緩和することを可能にした. 提案した回路の有効性と妥当性を確認するために具体的な回路を設計し, 回路実験を行った.

要約(英語): Conventional circuit configuration of the class-E inverter with an infinite dc-feed inductor limits the further enhancement of its operating　frequency. In this paper, a design strategy is proposed based on a new circuit configuration with a resonant structure between the input inductor and shunt capacitor, which not only holds all the advantages of the conventional class-E inverter, such as simple circuit topology, extremely low switching losses, and so on, but also alleviates the issue that its operating frequency cannot be further improved. A prototype is designed to demonstrate the presented circuit configuration. The prototype operates with the class-E Zero-Voltage-Switching/Zero-Derivative-Switching (ZVS/ZDS) and achieves up to 68.6W output power and 27.12 MHz operating frequency at 94.4% output-conversion efficiency.

本誌: 2022年7月14日-2022年7月15日半導体電力変換研究会-2

本誌掲載ページ: 17-20 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,033 Kバイト