基于MOS開關(guān)的高頻高壓脈沖源中電磁兼容問題研究

摘要：本文研究了基于MOS固態(tài)開關(guān)的高頻高壓脈沖源中的電磁兼容問題，通過分析其干擾信號頻譜分布及傳播路徑，制定了以屏蔽和濾波為主的電磁兼容方案，最終實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率80kHz，4kV脈沖源，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁兼容措施的有效性。
關(guān)鍵詞：電磁兼容；高壓脈沖源；屏蔽；濾波

0 引言
隨著MOSFET開關(guān)技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)模塊的在耐受電壓為10kV情況下，工作重復(fù)頻率極限已經(jīng)達(dá)到了100kHz左右，大大提高了高壓脈沖源的工作重復(fù)頻率，為脈沖源進(jìn)一步的廣泛應(yīng)用打下基礎(chǔ)。本文設(shè)計(jì)了一種以高速MOS開關(guān)模塊為基礎(chǔ)，基于脈沖形成線原理的，工作電壓為4．5kV，重復(fù)頻率為80kHz的高頻高壓脈沖源。如此高重復(fù)頻率的高壓脈沖源中開關(guān)及電路中高電壓和大電流源的劇烈變化會導(dǎo)致嚴(yán)重的電磁干擾，同時本文中MOS開關(guān)模塊的控制電路對穩(wěn)定度的要求十分高，必然會受到電磁干擾的影響，導(dǎo)致不能正常工作。因此研究脈沖源中電磁兼容問題十分重要，為此本文展開了高壓高重復(fù)頻率脈沖源中電磁兼容問題的研究，在分析其干擾信號頻譜分布及傳播路徑的基礎(chǔ)上制定了以屏蔽、濾波為主的電磁兼容方案，最終通過對電路的測試驗(yàn)證了本電磁兼容方案的有效性。

1 理論分析
1．1 脈沖信號頻譜分析
對于本文而言，脈沖源的輸出可以視為一個矩形周期信號，脈寬110ns，重復(fù)周期80kHz，波形如圖1所示。

其中T為信號周期，τ為脈沖寬度。對其做傅里葉變換得到：