基于MOS开关的高频高压脉冲源中电磁兼容问题研究
摘要:本文研究了基于MOS固态开关的高频高压脉冲源中的电磁兼容问题,通过分析其干扰信号频谱分布及传播路径,制定了以屏蔽和滤波为主的电磁兼容方案,最终实现了重复频率80kHz,4kV脉冲源,实验验证了电磁兼容措施的有效性。
关键词:电磁兼容;高压脉冲源;屏蔽;滤波
0 引言
随着MOSFET开关技术的发展,开关模块的在耐受电压为10kV情况下,工作重复频率极限已经达到了100kHz左右,大大提高了高压脉冲源的工作重复频率,为脉冲源进一步的广泛应用打下基础。本文设计了一种以高速MOS开关模块为基础,基于脉冲形成线原理的,工作电压为4.5kV,重复频率为80kHz的高频高压脉冲源。如此高重复频率的高压脉冲源中开关及电路中高电压和大电流源的剧烈变化会导致严重的电磁干扰,同时本文中MOS开关模块的控制电路对稳定度的要求十分高,必然会受到电磁干扰的影响,导致不能正常工作。因此研究脉冲源中电磁兼容问题十分重要,为此本文展开了高压高重复频率脉冲源中电磁兼容问题的研究,在分析其干扰信号频谱分布及传播路径的基础上制定了以屏蔽、滤波为主的电磁兼容方案,最终通过对电路的测试验证了本电磁兼容方案的有效性。
1 理论分析
1.1 脉冲信号频谱分析
对于本文而言,脉冲源的输出可以视为一个矩形周期信号,脉宽110ns,重复周期80kHz,波形如图1所示。
其中T为信号周期,τ为脉冲宽度。对其做傅里叶变换得到:
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