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电力电子变换器宽禁带器件的EMI特性与抑制技术设计.docx
资料介绍
电力电子变换器宽禁带器件的EMI特性与抑制技术设计
1 引言
宽禁带器件的高dv/dt和高di/dt在提高效率的同时，也带来了更严重的EMI问题。SiC MOSFET的dv/dt可达10~50 kV/μs，GaN HEMT的dv/dt可达50~100 kV/μs，是传统Si器件的5~10倍。高dv/dt通过寄生电容产生显著的共模电流，高di/dt在寄生电感上产生电压过冲，EMI频谱向更高频率延伸，辐射EMI更为突出。宽禁带器件的EMI抑制需要从源头控制、布局优化、滤波设计和屏蔽措施等多个方面综合施策。本章将系统阐述宽禁带器件的EMI特性、噪声源分析、抑制技术以及滤波器设计方法，为宽禁带变换器的EMC设计提供系统指导。
2 EMI特性分析
2.1 频谱特征
宽禁带器件的EMI频谱与传统Si器件有显著差异。频谱范围更宽，SiC MOSFET的EMI频谱可覆盖150 kHz~100 MHz，GaN HEMT的EMI频谱可覆盖150 kHz~300 MHz，远高于Si器件的30 MHz上限。高频分量幅值高，在30~100 MHz频段，宽禁带器件的EMI幅值显著高于Si器件，辐射EMI更为突出，需要更有效的屏蔽措施。
2.2 共模干扰
高dv/dt是共模干扰的主要来源，通过功率器件对地寄生电容产生共模电流。在SiC MOSFET的桥式电路中，桥臂中点的电位以高dv/dt变化，通过对地寄生电容产生共模电流，在散热器接地时，共模电流通过散热器流入地。共模干扰的抑制需要从降低dv/dt、减小寄生电容和增加共模滤波三个方面入手。
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