GaN技术和潜在的EMI影响之二 技术, 影响

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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。


图6 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。


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。

注 意(除了所有宽带噪声位准，峰值出现在约220 MHz)振铃频率(标示1)，以及在460MHz(标示2)的谐振。从过往的经验，我喜欢把谐波位准降到40dBuV显示行(Display Line)，也就是上面几张屏幕截图中的绿线。两个共振都相当接近，并因而导致“红旗”。

GaN组件价值显著
GaN 功率开关的价值很明显，效率也比MOSFET来得好。虽然GaN技术已问世，但我只看到少部分数据谈论这些皮秒开关装置如何影响产品EMI的发生。底下我 列出了一些参考，以及在使用GaN组件时，会“扫大家兴”的部分，但我相信有更多研究需要去完成EMI会发生的后果，至于EMI工程师与顾问在未来几年也 将可望采用GaN组件。