GaN FETを用いた6.78MHz ZVS D級直流共鳴ワイヤレス給電

摘要

GaN FETを用いた6.78MHz ZVS D級直流共鳴ワイヤレス給電を提案する．直流共鳴方式は，直流から電磁界共鳴を起こすエネルギー変換システムであり，電磁界の相互作用による電磁界共鳴フィールドを用いる．高周波パワーエレクトロニクスにおけるスイッチング素子の評価指標を提案し，GaN FETの性能をSi FETと比較して評価する．エネルギー変換回路動作を解析するため提案する周期状態区分法を用い，共鳴結合の統一的解析法によりシステム特性を明らかにする．また，GaN FET特有の第3象限動作による電力損失を低減するため，新たにデッドタイム調整による最適ZVS動作技術を開発し，実験では，これまでにない圧倒的に高いDC-DC電力効率89.5％，出力22.4Wを達成している．