GaN功率开关会对EMI造成怎样的影响

图3 采用R&S RTE1104示波器和RT-ZS20 1.5 GHz的单端探头测量前缘

图4 捕获的上升时间显示为217MHz,其显示最快边缘速度为1.5纳秒

但事实上,是在带宽限制下测量EMI的发生

虽然没能捕捉到实际的上升时间,我在217MHz频率做了评估提醒铃声。正如你稍后将看到的,当我们开始在频域寻找时,该谐振在带宽中产生EMI,并导致一个峰值。无论是信号接脚和接地回路连接到R&S RT-ZS20探头,路径都非常短,所以提醒铃声并不是由探针造成,而是电路的寄生共振。

接下来,我量测在电源输入电缆传导的EMI,且透过负载电阻显示EMI传导特征(图5)。

图5 用Fischer F-33-1电流探头进行高频电流的测试

图6显示,整个9k~30MHz的传导发射频段有非常高的1MHz谐波,且都发生在大约9MHz的间隔谐波上,且有些我还不确定其原生处。这些谐波在负载电阻电路上特别高,我怀疑若没有良好质量的线性滤波器,这EMI的数值可能会使传导辐射符合性的测试失败。

用Fischer F-33-1电流探头测量的电源输入缆线中的高频电流(紫线),以及10奥姆负载电阻(蓝线)。黄线是环境噪声位准,在约9 MHz的谐波顶部发生1 MHz的开关尖峰突出。从我的经验来看,蓝色线的位准令人担忧,且可能造成传导辐射测试的失败。

然后将带宽从9KHz拓展到1GHz以便观察谐波可以到多远,然而才约600兆赫就开始渐行渐远。请参看图7。

用Fischer F-33-1电流探头测量的电源输入缆线中的传导辐射(紫线),以及10奥姆负载电阻(蓝线),黄线是环境噪声测量。辐射所有的出现都在600MHz,须注意共鸣约在220MHz。

最后,我用R&S RS H 400-1 H场(H-field)探针(图8)来量测GaN组件附近的近场和通过负载电阻器的高频电流(图9)。

图8

使用R&S RS h400-1 H场探针测量接近GaN开关装置近场辐射

图9

H场探针测试结果。黄线是环境噪声位准,紫线是GaN组件附近的测量,蓝线则是在10奥姆的负载电阻,辐射终于在约800MHz处逐渐减少。

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