スイッチング電源装置によるEMI設計
Usually, the processing process of simulation software for engineering problems such as EMC/EMI is "modeling>reproducing problems>ただし、EMC/EMI 問題にはランダム性と変動性の特性があり、実際のエンジニアリング EMC/EMI 問題を完全に再現することが困難です。Ansoft の「トップダウン」EMC ソリューションは、この問題を簡単に解決できます。自動車エレクトロニクス設計、スイッチング電源設計、システム設計、またはデバイス設計における EMC/EMI 関連の問題に悩んでいる方向けに、このシリーズの記事では、これらの問題の解決に役立つエンジニアリング例を分析します。
ロックウェルは、スイッチング電源デバイスの 1 つの EMI 設計に Ansoft 設計プロセスを適用しました。
1. Q3D を使用して、スイッチング電源の PCB レイアウトから寄生パラメータを抽出します。
2. Simplorer で干渉シミュレーションを実行するための仮想テスト プラットフォームを構築します。 図 10 の物理部分は、DC 電源、線形インピーダンス安定ネットワーク (LISN)、およびテストされたスイッチング電源ボードを含むスイッチング電源からの伝導性放射の実際の測定に使用される回路を示しています。 以下は、Simplorer で構築された仮想テスト プラットフォームの概略図です。青い部分は Q3D から抽出されたレイアウト寄生パラメーター モデルを使用しています。
3. Simplorer シミュレーションを通じて得られた LISN ネットワークから出力されるコモンモードおよびディファレンシャルモード干渉電圧の時間領域波形と、FFT 変換を通じて得られた 150KHz ～ 30MHz の範囲のコモンモードおよびディファレンシャルモード EMI の周波数スペクトルは、次のとおりです。シミュレーション結果と測定結果の比較。 黒線はシミュレーション結果、赤線は測定結果を表しており、一貫性が良好です。
4. Simplorer シミュレーション プラットフォームの助けを借りて、設計者は、デバイスのプロトタイプを処理してテストする前に、そのパフォーマンスに関する徹底的な「仮定」の調査を実施し、ソフトウェアが提供する仮想テスト プラットフォームで設計アイデアを迅速に検証できます。 図 12 は、初期設計を改善した後の伝導 EMI シミュレーション結果を示しています。 黒の線は初期シミュレーション結果を表し、黄色の線はEMIフィルタリングを使用したシミュレーション結果を表し、赤線はEMIフィルタリングとXFMRシールドを使用した伝導EMIシミュレーション結果を表し、緑と青の線は、実行時の伝導EMIの要件を表します。それぞれ CISPRA および CISPRB 標準。
