Blankingのはなし

Blankingとは
[ Drain Blanking ]とも呼ばれ、パルス出力のRFパワーアンプの終段アンプの電源(ドレイン電源）をスイッチすることで、信号のない時間のドレイン電流をカットして効率を上げる手法です。
ハード的には
大電流を流すことが出来、ON抵抗が数十mΩというMOS-FETを使ってドレイン供給電源をスイッチします。この場合 P-CH という 2SJXXXのタイプのFETを選択して、＋のVdd電圧に対してソースを電源側に繋ぎ、FETのドレインから出力します。　ここで大事な点として
１）ゲート抵抗 Rg と分圧抵抗 Rd を適正に選ぶ。スイッチ用のFETのON電圧によってRgはゲートにチャージした電荷を素早く放電できるように、できるだけ小さく選ぶ必要があります。しかしながらあまり小さいと電流が増えて、抵抗の許容容量を超えてしまいますので小さくするにも限界があります。FETのゲートスイッチ電圧とドレイン電圧によってRgとRdを計算します。5VでONするタイプでしたら、余裕を見て7V程度加えます。逆にあまり高くしますと蓄積電荷が増えて立ち下がり時間が増えてしまいます。計算は Vdd × ( Rg/(Rg+Rd)) = 7v で仮に Vdd= 50v Rg = 51Ω　とすると Rd =313Ω 電流は 137mAなので Rg = 1W , Rd = 5.9W 必要になりますが、Duty 100% 運用でなければ Duty によって軽減できます。
２）FETのドレインとRFデバイス間の配線は最短距離にする。パルス波形は高調波も含んでいますので配線が長いとインダクタンスを持ちますので、電源波形がなまります。できればスイッチング用のFETを負荷の近くに持って行きましょう。
３）さらに立ち上がり波形を良くするにはドライブ用の Rd に並列にCと Rを繋げ、ONにするときに素早くゲート電荷を引き込むようにします。これはスイッチング用のFETのゲート容量によりますので、シミュレーションなどするかカットアンドトライで決めます。直列のRはリンギングやオーバーシュート防止のため必要です。
４）Vdd接続の電解コンデンサーを必要量確保する。パルスアンプでDuty 1% など低いDuty使用を考えた消費電力から電源を決めた場合、実際は瞬間的には数十倍のピーク電流が必要になります。電源によっては3倍程度までのピーク電流を許容していますが、通常の電源は電圧降下を起こすか電流制限して遮断されてしまいます。そこで瞬間的に電力を供給するため電解コンデンサーを接続してピーク電流を供給します。Q = V×T なので、1Aを１ｍS 電圧降下を0.1V許容するならば 1A×１ｍS =1mC(クーロン）0.1V を蓄えられるキャパシタは Q= C×V より 1mC ÷ 0.1V = 10mF =10000uF 程度必要となります。
ソフト的には
ドレインをブランキングする方法は他にドレインバーストとも呼ばれ、高速にスイッチングするタイプはレーダーや加速器など特殊な用途ですが、単にデバイスの保護の目的にもドレインのスイッチングは行われています。その場合はスピードは要求されないので、スイッチング素子と負荷との距離を離せますし、電源ユニット自体で ON/OFF機能を持つ場合はこのような回路は不要ですが、電源電流の計算や電源ユニットのピーク電流の考え方など参考になるかと思います。