《3.从设备到系统的电磁兼容设计方法.》.pdf

从设备到系统的电磁兼容设计方法 袁 勇，褚正浩 EMC 设计方法概述 EMC 设计特点——多层次、宽频带 • 系统级 – 天线布局与互耦，设备布局设计 – 雷击和ESD ，高功率脉冲防护 – 机电系统EMI ，电机、火花塞、火工部件干扰 – 场线耦合（线缆与外部辐射场的耦合） – PCB与屏蔽机箱的协同设计 • 设备级 – PCB辐射控制，开关电源设计 – 机箱机柜屏蔽效能 • 部件级 – 电磁部件设计：变压器、电机、电磁阀 – PCB设计：SI/PI ，A/D – 线缆线束 EMC 仿真需求与难点 • 电磁场与电路/系统协同仿真 – 信号频谱高度和非线性效应，谐波与交调 – 难点： • 数据完整性和保真度 – 典型问题 • PCB辐射控制与屏蔽，缆线束串扰 • 电磁场仿真 – 难点： • 结构复杂，包含结构细节，仿真规模大 • 时域和频域 – 典型问题 • 机箱屏蔽效能设计 • 天线布局与互耦 • 雷击和高功率脉冲防护设计 ANSYS 应对 EMC 仿真需求 • 业界唯一的场路协同集成化EMI/EMC设计环境 – Designer: 高频/高速设计环境 – Simplorer: 机电系统设计环境 – 电磁场与电路双向耦合和动态链接 • 时域与频域电磁场仿真，专用与通用工具相结合 – HFSS ，HFSS-Transient ，Maxwell 3D – SIwave ，Q3D Extractor ，TPA • 精细结构和开放空间的多尺度问题可同时仿真 – 场到场的数据链接 – Screen Impedance ，FEBI – DDM: 有限元并行运算 全方位全频段EMI/EMC仿真设计方案 PCB Tool Ansoft Links SIwave PCB EMI仿真与辐射控 PCB参数提取 制 开关电源EMI仿真 输出分析 选择最佳IGBT PExprt 模型 Simplorer FFT 电源电感、 电源系统设计 变压器设计 动态有限元链接 输出FEA模 SI/PI分析 Designer 时域波形 信号频谱 型 Maxwell 提取RLC参数 SIwave 电源电感、变压器 PCB辐射分析 静态场、瞬态场、涡流场分析 天线与天线布局 Q3D 仿真 线束电缆、接插件 HFSS