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用GaN晶体管取代MOSFET,从而消除EMC

时间:2023-05-05 11:27来源:未知 作者:admin 点击:
首先,在进行EMI测量前, 需要在 电源 输入端串入LISN(Line Imp eda nce Stabilization Network)。LISN 滤波器 输出,滤除噪声的低频分量,留下高频部分进行量测。 在 PFC 电路中, 进行差模噪声测量

首先,在进行EMI测量前, 需要在电源输入端串入LISN(Line Impedance Stabilization Network)。LISN滤波器输出,滤除噪声的低频分量,留下高频部分进行量测。

PFC电路中, 进行差模噪声测量,特别关注开关管650V SJ MOSFET周围。结果显示,噪声与MOSFET动作同步,将 MOSFET的漏极和接地的散热片断开, 证实其大部分为共模干扰。原因就是TO-247 MOSFET的漏极与接地散热片之间,其等校电容约为120 pF。当MOSFET动作时, 切换速度以20 V/ns计, 通过这个寄生电容经散热片注入地回路的电流约为400 mA。

发现噪声来源后,Nigel考虑了几个用来降低噪声的方法。其中包括使用较厚的绝缘垫片来降低寄生电容,或采用2级输入滤波器来增加衰减率。这两个方法都会增加成本,如果使用较厚的绝缘垫片,还会降低热传导性能。

Nigel考虑的另一个方法是找到中间电极为源极的TO-247 MOSFET。在MOSFET切换动作时, 漏极相对于源极, 其电位不变动, 所以完全消除寄生电容的电流。

Nexperia技术支持团队就替换功率晶体管进行讨论后,Nigel对GaN功率晶体管GaN-063-650W相当感兴趣。GaN-063-650W引脚(G-S-D)的漏极和源极,和传统TO-247MOSFET 引脚(G-D-S)配置不同,进行评估测试时,需要特别注意。

在线路参数不变的条件下, 对比EMI测试结果,MOSFET vs GaN,参见图1。

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图1——EMI测量比较——GaN与MOSFET(来源:Buro Springett)

与初次测量相比,用GaN晶体管取代MOSFET这项相对简单的任务,能够在170 kHz时,使噪声降低10 dB, 而且在高频段测量结果更加干净。 因为GaN晶体管中间引脚为源极(S) , 没有电流经过寄生电容注入地回路。

改善了EMI的主要来源后,测试中还发现了其他噪声源,针对这些噪声源,可以进行最小成本改善。

审核编辑:郭婷

(责任编辑:admin)
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