中心議題：

• 開關電源中的電磁幹擾
• MOSFET的漏源極電壓特征參數的確定
• 開關信號電磁幹擾的頻譜情況及各參數對頻譜的影響

1引言

開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)是(shi)目(mu)前(qian)用(yong)途(tu)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)的(de)一(yi)種(zhong)電(dian)源(yuan)設(she)備(bei)
，然(ran)而(er)隨(sui)著(zhe)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)以(yi)及(ji)開(kai)關(guan)速(su)度(du)的(de)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)，由(you)於(yu)市(shi)場(chang)準(zhun)入(ru)製(zhi)度(du)的(de)實(shi)施(shi)，電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)研(yan)究(jiu)已(yi)引(yin)起(qi)了(le)足(zu)夠(gou)的(de)重(zhong)視(shi)。幹(gan)擾(rao)源(yuan)是(shi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)三(san)要(yao)素(su)之(zhi)一(yi)，是(shi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)研(yan)究(jiu)的(de)重(zhong)要(yao)部(bu)分(fen)，文(wen)獻(xian)[1~2]對dui幹gan擾rao源yuan進jin行xing了le說shuo明ming和he描miao述shu，還hai有you些xie學xue者zhe對dui抑yi製zhi幹gan擾rao源yuan發fa射she的de方fang法fa和he幹gan擾rao源yuan的de輻fu射she進jin行xing了le研yan究jiu。本ben文wen從cong幹gan擾rao源yuan入ru手shou，對dui時shi域yu開kai關guan電dian壓ya信xin號hao進jin行xing電dian磁ci幹gan擾rao特te性xing研yan究jiu

，通tong過guo提ti取quMOSFET時域電壓信號的特征參數，利用傅立葉變換(FFT)法
，分析了開關信號電磁幹擾的頻譜情況以及各參數對頻譜的影響
，通過Matlab仿真證明了上述分析的正確性及工程實用性。由於FFT後頻域信號的幅值差別較大，難以研究，因此本文在FFT後，進行了對數變換
，這樣既方便研究
，又便於與實際進行對比。

2開關電源中的電磁幹擾

由於開關電源運用了三極管的開關作用以及PWM技術，使得它與線性電源相比在效率上得到了極大的提高
，但是也隨之帶來了許多問題，在三極管的開關過程中，其di/dt, dv/dt的de值zhi很hen大da，這zhe使shi得de開kai關guan電dian源yuan在zai很hen寬kuan的de頻pin率lv範fan圍wei內nei的de噪zao聲sheng都dou很hen大da，這zhe些xie噪zao聲sheng經jing過guo電dian源yuan線xian傳chuan輸shu到dao電dian網wang或huo其qi它ta電dian子zi設she備bei上shang，就jiu會hui形xing成cheng電dian磁ci幹gan擾rao。開kai關guan管guan處chu的de電dian磁ci幹gan擾rao是shi引yin起qi開kai關guan電dian源yuan中zhong電dian磁ci幹gan擾rao現xian象xiang的de重zhong要yao部bu分fen，開kai關guan管guan是shi重zhong要yao幹gan擾rao源yuan。

圖1所示是某型號開關電源中MOSFETlouyuanjidedianyaboxing，youyigetixingxinhaoheyigezunizhendangxinhaodiejiaercheng，tixingxinhaodeshangshengshijianhexiajiangshijianyibanzaishinamiaodaoyibainamiaozhijian，dianyahedianliudebianhualvhenkuai，erzunizhendangxinhaozechengzhengxianbodezhishushuaijianxingshi，tadezhendangzhouqiyibanweijishidaojibainamiao。youyutixingxinhaoshangshengyanxiajiangyandedi/dt, dv/dt很hen大da，將jiang產chan生sheng很hen強qiang的de幹gan擾rao電dian壓ya和he電dian流liu，這zhe些xie電dian壓ya和he電dian流liu通tong過guo某mou種zhong耦ou合he方fang式shi傳chuan輸shu到dao輸shu入ru和he輸shu出chu端duan口kou就jiu會hui形xing成cheng電dian磁ci幹gan擾rao。在zai開kai關guan電dian源yuan中zhong，幹gan擾rao源yuan處chu的de電dian磁ci幹gan擾rao通tong常chang具ju有you頻pin譜pu範fan圍wei廣guang，幹gan擾rao強qiang度du大da的de特te點dian。

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3 特征參數的確定

圖1中展示了一MOSFET的漏源極電壓波形
，為了研究其上升時間、下降時間、阻尼振蕩等對其頻譜的影響
，需要確定該波形的特征參數，然後運用Matlab編程仿真。由於該波形是由一個梯形信號和一個阻尼振蕩信號疊加而成
，因此可以用分段函數進行模擬。上升沿可以用式(1)表示。



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4 仿真分析

本文采用了Matlab進行仿真。圖2是根據函數(1)~(4)及確定的特征參數對圖1仿真得到的開關信號及其頻譜情況，其中，

從cong圖tu中zhong可ke以yi看kan出chu，該gai信xin號hao的de頻pin率lv範fan圍wei很hen寬kuan

，頻pin域yu信xin號hao的de幅fu值zhi也ye很hen大da，當dang然ran，這zhe些xie幹gan擾rao信xin號hao在zai耦ou合he到dao電dian源yuan外wai部bu形xing成cheng電dian磁ci幹gan擾rao時shi，能neng量liang會hui有you很hen大da的de衰shuai減jian。

仿真時
，由於傅立葉變換後各頻率點的幅值變化太大，研究工作非常困難，因此本文對傅立葉變換後的幅值進行了取對數處理，另外對1dBuV的值也進行了歸零。

開關信號的上升和下降沿對幹擾的幅值影響很大，圖3是上升時間或下降時間為10ns時的上升沿或下降沿的頻譜，把上升時間或下降時間改為100ns再仿真時發現：當上升時間或下降時間增加時，隨著頻率的升高，幅值減小的越快，也就是說
，上升或下降時間的變化對高頻幹擾幅值影響更大。表1中列出了上升時間或下降時間為10ns和100ns時，不同頻率的電磁幹擾幅值和比較結果。從圖中還可以看出在頻率為及其諧波頻率附近
，電磁幹擾的幅值有一個很大的下降。

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為了研究阻尼振蕩對電磁幹擾的影響，本文同樣單獨對其進行了研究
，圖4為其頻譜，

當把振蕩周期從10個變為5個時，對比發現：振蕩時間的長短對振蕩頻率附近的幅值影響最大，對其它頻率的幅值影響很小。表2列出了振蕩周期分別為10個和5個時不同頻率的幅值。

由you以yi上shang分fen析xi可ke以yi看kan出chu，適shi當dang的de增zeng加jia開kai關guan信xin號hao的de上shang升sheng和he下xia降jiang時shi間jian
，可ke以yi降jiang低di電dian磁ci幹gan擾rao的de發fa射she，對dui高gao頻pin更geng為wei明ming顯xian，盡jin量liang減jian小xiao阻zu尼ni振zhen蕩dang的de時shi間jian，對dui振zhen蕩dang頻pin率lv附fu近jin的de電dian磁ci幹gan擾rao發fa射she
，具ju有you明ming顯xian的de效xiao果guo。

5 結論

本文研究了開關電源中MOSFET漏lou源yuan極ji電dian壓ya信xin號hao電dian磁ci幹gan擾rao的de頻pin譜pu特te性xing，發fa現xian該gai信xin號hao上shang升sheng和he下xia降jiang時shi間jian的de變bian化hua對dui高gao頻pin幹gan擾rao的de幅fu值zhi影ying響xiang更geng大da，且qie在zai頻pin率lv為wei上shang升sheng和he下xia降jiang時shi間jian的de倒dao數shu及ji其qi諧xie波bo附fu近jin
，幹gan擾rao幅fu值zhi有you一yi個ge突tu降jiang。通tong過guo研yan究jiu該gai信xin號hao中zhong阻zu尼ni振zhen蕩dang時shi間jian、周期等參數對電磁幹擾的影響，得知振蕩時間的長短對振蕩頻率附近的幅值影響最大，對其它頻率的幅值影響很小。