ANSYS電子系統EMC設計解決方案

2016-11-05 by:CAE仿真在線來源:互聯網

一、電子系統EMC\EMI設計面臨的挑戰

隨著電子設備的工作頻率的提升,電子系統中的各個地方都有可能產生EMI輻射并受到干擾,電子系統中主要的EMI輻射原因如下:

1.阻抗不連續;

2.返回路徑不連續;

3.回路差模噪聲與電源共模噪聲;

4.平面諧振與機箱電磁諧振;

5.連接器/線纜;

6.電/磁場耦合。

由上可見,EMC/EMI是一個復雜的電磁現象,特點如下:

1.與SI/PI/結構相關;

2.測試工作復雜且困難;

3.需要精確有效的電磁仿真平臺。

綜上,電子系統的EMC\EMI設計主要面臨的挑戰可以歸納如下:

1. 工程挑戰:

1)濾波系統如何設計?(需要做好去耦電容的選型和擺放)

2) 優化了系統的SI為什么沒有改善EMI?(需要將SI和EMI聯合仿真,平衡兩者的關系)

3) 機箱應該如何布局?(需要評估機箱的諧振分布)

4)屏蔽方式該如何選擇?(需要評估機箱的電磁孔縫泄露)

2. 仿真挑戰:

1)沒有芯片模型怎么辦?(需要通過無源仿真優化系統性能)

2) 3D的機構設計能和PCB協同仿真嗎?(需要三維全波電磁場仿真)

3) 能夠評估系統真實工作狀態的EMC輻射嗎?(需要場路協同仿真)

二、 ANSYS的電子設備EMC\EMI解決方案

針對電子系統的EMC\EMI的上述挑戰,ANSYS推出了一套完整的設計仿真解決方案,如下圖:

該方案中的幾個工具的主要作用如下:

1. SIwave:用于實現去耦電容優化設計和信號無源隔離度仿真,與業界流行的各種布線工具有良好的接口;

2. Designer:用于SI/EMI聯合仿真,能夠與電磁仿真工具無縫連接,進行場路協同仿真;

3. HFSS:用于三維全波電磁仿真,同時能夠對機箱諧振模式及電磁泄漏進行仿真;

4. Q3D:可以高效的提取各種電纜參數;

基于ANSYS的電子系統EMC\EMI解決方案的典型仿真流程如下圖:

該解決方案的特點如下:

1)支持實際的芯片模型,準確仿真系統實際工作頻譜

2)采用強大的三維全波電磁仿真引擎準確仿真系統中的精細結構

3)特有的場路協同仿真,準確仿真系統實際的輻射情況

4)仿真對象包含芯片,封裝,PCB,機箱,且可以進行部件協同仿真

5)仿真優化內容包含SI/PI/EMI各個方面

6)支持各種有源無源分析方法

7)統一的工作平臺將各種工具無縫鏈接