结合平衡和滤波技术抑制GaN电源转换器的电磁干扰

赵凯,王闯,李尊朝,赵丽娟

(西安交通大学电子与信息工程学院, 710049, 西安)



结合平衡和滤波技术抑制GaN电源转换器的电磁干扰

赵凯,王闯,李尊朝,赵丽娟

(西安交通大学电子与信息工程学院, 710049, 西安)

针对GaN Boost型电源转换器的电磁干扰降低电源可靠性的问题,提出了一种结合阻抗平衡和滤波技术抑制GaN Boost电源转换器电磁干扰的方法。由于阻抗平衡技术利于抑制低频共模电磁干扰,而滤波技术利于抑制高频共模电磁干扰,所以将两者结合以抑制GaN Boost型电源转换器的共模电磁干扰。首先用GaN高电子迁移率晶体管搭建功率级电路;然后用耦合电感替代功率级电感,并在耦合电感的输出端加上电容以平衡寄生参数的影响;最后加入共模电感以抑制高频共模电磁干扰,综合考虑抑制效果和电路面积,合理选择滤波器共模电感值。该组合方法与阻抗平衡单项技术相比,能有效地抑制高频共模电磁干扰;与滤波器单项技术相比,减小了电路面积。仿真结果表明,抑制后与抑制前的电磁干扰相比,在200 kHz～10 MHz低频范围内,电源转换器的共模电磁干扰的抑制量达到40～60 dB;在10～30 MHz高频范围内,电源转换器的共模电磁干扰的抑制量约为80 dB。

电源转换器;电磁干扰抑制;滤波器;平衡技术

在电源转换器中,开关的打开与关闭会导致电路产生电磁干扰(EMI)。随着电源转换器工作频率的不断提高,EMI问题越发严重。EMI影响输出电压的稳定性,降低电源转换器的可靠性,可能导致后级电路系统性能下降[1-2]。……