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

kaiguandianyuanshimuqianyongtufeichangguangfandeyizhongdianyuanshebei，ranersuizhekaiguanpinlvyijikaiguansududebuduantigao，chanshengdedianciganraoyuelaiyueda，youyushichangzhunruzhidudeshishi，dianciganraoyanjiuyiyinqilezugoudezhongshi。ganraoyuanshidianciganraodesanyaosuzhiyi，shidianciganraoyanjiudezhongyaobufen，wenxian[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MOSFET漏lou源yuan極ji的de電dian壓ya波bo形xing
，由you一yi個ge梯ti形xing信xin號hao和he一yi個ge阻zu尼ni振zhen蕩dang信xin號hao疊die加jia而er成cheng，梯ti形xing信xin號hao的de上shang升sheng時shi間jian和he下xia降jiang時shi間jian一yi般ban在zai十shi納na秒miao到dao一yi百bai納na秒miao之zhi間jian，電dian壓ya和he電dian流liu的de變bian化hua率lv很hen快kuai
，而er阻zu尼ni振zhen蕩dang信xin號hao則ze成cheng正zheng弦xian波bo的de指zhi數shu衰shuai減jian形xing式shi
，它ta的de振zhen蕩dang周zhou期qi一yi般ban為wei幾ji十shi到dao幾ji百bai納na秒miao。由you於yu梯ti形xing信xin號hao上shang升sheng沿yan下xia降jiang沿yan的dedi/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，

congtuzhongkeyikanchu，gaixinhaodepinlvfanweihenkuan，pinyuxinhaodefuzhiyehenda，dangran，zhexieganraoxinhaozaiouhedaodianyuanwaibuxingchengdianciganraoshi

，nenglianghuiyouhendadeshuaijian。

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MOSFETlouyuanjidianyaxinhaodianciganraodepinputexing，faxiangaixinhaoshangshenghexiajiangshijiandebianhuaduigaopinganraodefuzhiyingxianggengda，qiezaipinlvweishangshenghexiajiangshijiandedaoshujiqixiebofujin，ganraofuzhiyouyigetujiang。tongguoyanjiugaixinhaozhongzunizhendangshijian、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。