[發明專利]一種低EMI的GaN基開關電容型轉換器電路

在審

• 申請號: 202010681874.3
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN112003468A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王東俊;鄧樂武;張雷;李麗娟;鄧杰文
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44;H02M3/158
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

一種低EMI的GaN基開關電容型轉換器電路，包括控制IC模塊、驅動IC模塊和功率轉換模塊，驅動IC模塊包括第一驅動IC1和第二驅動IC2；功率轉換模塊包括第一GaN功率開關管G1、第二GaN功率開關管G2、第三GaN功率開關管G3和第四GaN功率開關管G4；控制IC模塊用于為產生功率轉換模塊提供所需的時鐘信號；驅動IC模塊用于驅動GaN功率開關管，包括第一驅動IC1和第二驅動IC2，第一驅動IC1用于驅動第一GaN功率開關管G1和第二GaN功率開關管G2，第二驅動IC2用于驅動第三GaN功率開關管G3和第四GaN功率開關管G4；輸入信號Vin經過功率轉換模塊的放大后做為輸出信號Vout。

技術領域

本發明涉及開關轉換器領域，特別涉及一種低EMI的GaN基開關電容型轉換器電路。

背景技術

21世紀是信息爆炸的時代，信息的產生、傳遞、接收、處理和儲存等都需要依賴電磁波作為載體。廣義地說，聲波、無線電波、光波均可作為信息載體，因此，廣義的電磁兼容性概念也應拓展到聲、光、電的廣闊領域。

在復雜的電磁環境中，任何電子及電氣產品除了本身能夠承受一定的外來電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）而保持正常工作外，還不會對其他電子及電氣設備產生不可承受的電磁干擾，該產品即具有電磁兼容性（ElectromagneTIcCompaTIbility，EMC）。

電子及電氣產品的電磁干擾發射或受到電磁干擾的侵害都是通過產品的外殼、交/直流電源端口、信號線、控制線及地線而形成的。按照EMI的傳播方式，可將其分為電磁輻射干擾和電磁傳導干擾兩大類。通常，輻射干擾出現在產品周圍的媒體中，傳導干擾則出現在各種導體中。一般來說，通過外殼發射的電磁干擾，或通過外殼侵入的干擾都是輻射干擾，而通過其它導體發射和入侵的干擾屬于傳導干擾。

傳統的功率轉換器電路常采用基于電感的開關電源型結構，在諸如無人機、航空航天設備用電子設備中，開關電源的EMI抑制成為一個難題。開關電容型轉換器電路用電容替換電感作為充能元件，在EMI上面具有較好的優勢，同時GaN器件具有導通電阻低、開關速度快的特點，使其在開關電容型轉換器電路方面具有廣闊的前景。

發明內容

本發明的目的在于：提供了一種低EMI的GaN基開關電容型轉換器電路，解決了傳統的開關電源型功率轉換器電路需要電感器引入較大的EMI的不足。

本發明采用的技術方案如下：

一種低EMI的GaN基開關電容型轉換器電路，包括控制IC模塊、驅動IC模塊和功率轉換模塊，所述驅動IC模塊包括第一驅動IC1和第二驅動IC2；

所述功率轉換模塊包括第一GaN功率開關管G1、第二GaN功率開關管G2、第三GaN功率開關管G3和第四GaN功率開關管G4；所述第一GaN功率開關管G1的源極連接輸入電壓Vin和輸入電容Cin的上極板并和第三GaN功率開關管G3的源極連接，所述第一GaN功率開關管G1的柵極連接到第一驅動IC1低輸出信號端LO1，所述第一GaN功率開關管G1的漏極連接第二GaN功率開關管G2的源極并和開關電容Cfly的上極板相連；

所述第二GaN功率開關管G2的柵極與第一驅動IC1的高輸出信號端HO1連接，所述第二GaN功率開關管G2的漏極與輸出電容Cout的上極板相連并與負載連接，并且第二GaN功率開關管G2的柵極作為輸出電壓Vout端；

所述第三GaN功率開關管G3的柵極連接到第二驅動IC2的高輸出信號HO2，所述第三GaN功率開關管G3的漏極連接到開關電容Cfly的下極板并和第四GaN功率開關管G4的漏極連接；

所述第四GaN功率開關管G4的柵極連接到第二驅動IC2的低輸出信號LO2，所述第四GaN功率開關管G4的源極和輸入電容Cin的下極板、輸出電容Cout的下極板連接。