[发明专利]一种GaN基BUCK转换器的EMI优化电路

说明书

本申请涉及开关转换器技术领域，公开了一种GaN基BUCK转换器的EMI优化电路，包括控制IC模块、驱动IC模块、GaN基BUCK功率转换模块和两级LC滤波模块。本申请解决了GaN器件作为BUCK转换器的功率管使用时，存在较大的EMI干扰的问题，通过进一步优化GaN基BUCK转换器的EMI性能，为无人机等航空航天设备用电子设备提供低电磁干扰的电源系统。

技术领域

本申请涉及开关转换器技术领域，具体涉及一种GaN基BUCK转换器的EMI优化电路。

背景技术

21世纪是信息爆炸的时代，信息的产生、传递、接收、处理和储存等都需要依赖电磁波作为载体。广义地说，声波、无线电波、光波均可作为信息载体，因此，广义的电磁兼容性概念也应拓展到声、光、电的广阔领域。

在复杂的电磁环境中，任何电子及电气产品除了本身能够承受一定的外来电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）而保持正常工作外，还不会对其他电子及电气设备 产 生 不 可 承 受 的电 磁 干 扰 ，该 产品 即 具 有电 磁 兼 容 性（Electromagneric Compatibility，EMC）。

传统的Si基BUCK功率转换器电路需要较大的电感，在诸如无人机等航空航天设备用电子设备中，其EMI抑制成为一个难题。而GaN器件具有导通电阻低、开关速度快的特点，作为BUCK转换器的功率管使用，可以减小所用电感的感值，但是仍然存在较大的EMI干扰。

例如公开号为CN 112003468 A，公开日为2020.11.27，发明名称为“一种低EMI的GaN基开关电容型转换器电路”的现有技术中，在利用GaN器件作为功率管的开关电容型转换器电路能够有效改善变换器的EMI性能，但其无法作为降压电路使用，因此限值了该电路的使用范围和应用场景。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题和缺陷，本申请提出了一种GaN基BUCK转换器的EMI优化电路，

为了实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：

一种GaN基BUCK转换器的EMI优化电路，包括控制IC模块和驱动IC模块，还包括GaN基BUCK功率转换模块和两级LC滤波模块，其中：

所述制IC模块用于为GaN基BUCK功率转换模块提供时钟信号

所述驱动IC模块用于驱动GaN基功率开关管；

所述GaN基BUCK功率转换模块用于实现12V到1.2V的降压功率转换；

所述两级LC滤波模块用于整体电路的EMI优化。

进一步地，所述GaN基BUCK功率转换模块包括GaN功率开关管G1、GaN功率开关管G2以及输入电容Cin，GaN功率开关管G1的源极连接电压输入端Vin和输入电容Cin的上极板，GaN功率开关管G1的栅极与驱动IC模块的高输出信号HO相连，GaN功率开关管G1的漏极与GaN功率开关管G2的漏极相连并与两级LC滤波模块相连， GaN功率开关管G2的栅极与驱动IC模块的低输出信号LO相连，其源极与输入电容Cin的下极板相连并与地电位连接。

进一步地，所述两级LC滤波模块包括电感L1、电容C1、电感L2和电容C2，电感L1的一端与GaN功率开关管G1的漏极连接，另一端与电容C1的上极板相连并与电感L2的一端连接，电感L2的另一端与电容C2的上极板相连并与负载和输出端Vout相连，电容C1的下极板和电容C2的下极板相连并与地电位连接。

进一步地，所述控制IC模块的型号为LTC3833。

进一步地，所述驱动IC模块的型号为LM5113。

本申请的有益效果：

（1）本申请解决了GaN器件作为BUCK转换器的功率管使用，依然存在较大的EMI干扰的问题，进一步优化了GaN基BUCK转换器的EMI性能，为无人机等航空航天设备用电子设备提供低电磁干扰的电源系统。