[发明专利]一种基于振铃效应的电磁干扰预测算法

权利要求书

1.一种基于振铃效应的电磁干扰预测算法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，根据emode GaN器件的寄生电容和PCB寄生电感，推导器件关断过程中电压的震荡方程：

步骤2，通过求解拉普拉斯方程得到开关震荡电压的时域解析表达式；

步骤3，采用分离变量法，将考虑振铃效应的开关电压函数分解为等效梯形波开关电压函数与开关震荡电压函数计算振铃电压的频谱表达式；

步骤4，计算等效梯形波电压的频谱表达式：

步骤5，根据谐波次数的不同，将等效梯形波频谱划分为高频、中高频、中频、低频四种不同的频段，分别计算频谱包络线的表达式；

在高频范围内，即对于比较大的谐波次数n，等于-1，频谱包络线的表达式为：

当n减小时，2nπt_r/T将将会小于π而且会逐渐接近于0，因此为-1，为-j,得到中高频范围的频谱包络线表达式：

当n继续减小时，2nπt_f/T接近于0，等于-1，得到中低频的频谱包络线表达式：

在低频范围内，即当n等于1时，最大振幅受开关频率f_s分量的限制，得到低频范围的频谱包络线表达式：

步骤6，根据电磁干扰的定义，得到一种基于振铃效应的电磁干扰频谱包络线预测算法：

S(f)＝S₁(f)+S₂(f)

其中，S₁(f)为开关等效梯形波频谱，S₂(f)为关断过程中等效振铃频谱

L_k＝(4A₄a_k³+3A₃a_k²+2A₂a_k+A₁) (11)

其中，a_k(k＝1...4)为如下方程的根

A₀+A₁S+A₂S²+A₃S³+A₄S⁴＝0 (12)

其中，C_gs，C_ds、C_gd分别为增强型GaN HEMT的栅源极电容、漏源极电容和栅漏极电容；L_g、L_d、L_s、L_loop分别为栅极寄生电感、漏极寄生电感、源极寄生电感和环路寄生电感；V_in为输入电压，V_gmax和V_gmin分别为驱动电源电压的最大值和最小值，f_s为开关频率，f为频率，t₁和t₂分别为振铃的开始的结束时间，t_r和t_f分别为器件的开通和关断时间时间，f_c1、f_c2、f_c3分别表示第一、第二、第三转角频率。