行業應用方案 | 電磁兼容EMI/EMC

隨著電子信息技術的高速發展,電子設備系統也越趨于高速化、復雜化與集成化,通常包括各種印刷電路板(PCB)、機電系統、開關噪聲電路、高速芯片、線纜線束、機箱機柜等多個部分,互連設計非常復雜,所以對如此復雜的系統進行電磁兼容分析和設計是一項難度非常高的工作。

如果僅僅靠經驗進行設計,不僅成本高,而且穩定性差,現有的設計手段已經無法滿足產品EMC設計和研發的需求;同時,電磁兼容測試本身就是一個耗時繁瑣的工作:需要利用電磁兼容暗室在全空域,全頻段進行測量,不僅測量成本高昂,而且,如果EMI測量超標,后續的查找/修正問題基本上依賴于經驗和猜測。定位問題、解決問題往往需要多次測量和反復調整,有時候解決了這個問題,又帶來了新的問題,設計的不確定性大,產品交貨周期和質量無法保證。

傳統的EMC設計流程一般是通過加工-焊接-測試-調試-改版的產品運作流程,在現今高速信息時代已經不能滿足產品EMC設計的高效性、高可靠性、高性能的要求。系統噪聲干擾的問題常常出現,困擾著設計師,進而使產品開發的實際進度大幅延遲,甚至會使整體電子設備系統的研發面臨不可挽救的損失。

在這樣的情況下,需要通過可靠的、完備的仿真技術手段構建虛擬分析平臺,能夠更高效的發現問題、分析問題和解決問題。并通過仿真設計驗證,提高整體產品系統的電磁兼容可靠性問題,幫助縮短設計周期、降低成本、提高產品競爭力、技術人才培養以及設計經驗的提煉與累積。

Ansys解決方案

Ansys可提供完整的EMC仿真解決方案,以場路協同的基本思路,從電路以及空間電磁場的角度出發,覆蓋從DC~THz級頻段范圍內所有類型的EMC問題,包括傳導與輻射性質的電磁兼容問題。支持零部件級的特征化建模優化分析,例如變壓器、EMI濾波器件、外殼屏蔽,PCB的電磁輻射、線纜輻射等;支持設備級的電磁兼容分析,例如開關電源系統傳導干擾、PCB系統聯合機箱、線纜的輻射發射、輻射受擾等;同時也支持環境級的電磁兼容分析,例如機載、車載、艦載多天線系統的共址干擾等。

01、零部件

零部件是構成系統的關鍵對象,準確優化分析零部件可以幫助系統集成后的高性能EMC設計

  • 變壓器設計

  • 開關器件封裝優化

  • 線纜設計與選型

  • 外殼屏蔽孔設計

  • EMC濾波器件

  • 地線接地優化

  • 其他

02、設備級

模擬實驗室測試項目,包括輻射與傳導測試內容,建立設備級模型,幫助進行EMC優化設計

  • 開關電源系統CE傳導干擾

  • 電池充電變流器系統的傳導與輻射

  • 數字電路板的信號完整性與電磁兼容仿真

  • 系統接地引起的電磁輻射分析

  • 電子設備線纜的RE輻射

  • 通信接口EFT/EMP/ESD抗干擾分析

  • 整機系統輻射發射仿真

03、環境級

考慮大型開放性空間電磁問題或者實驗室很難測試EMC現象,進行電磁環境級的電磁干擾分析

  • 艦載、機載天線布局

  • 多天線射頻系統RFI共址干擾

支持任意產品形式的EMC仿真

EMC是非常廣泛的概念,凡是涉及跟電路、電磁場有關系的產品,幾乎都會涉及相關行業或國家、組織頒布的EMC認證要求,只要產品系統保護有噪聲源,基本就可能涉及電磁兼容的問題。Ansys提供的EMC解決方案,無論是哪種類型的產品系統,都能找到對應的仿真解決方案。

行業應用方案 | 電磁兼容EMI/EMC的圖1

                            

低頻電力系統,主要關注傳導性質的EMC問題。以低頻三維電磁場軟件Maxwell為核心,結合機電電路仿真系統以及功率器件建模工具,建立場路協同仿真系統,搭建完整的低頻電力系統模型,從而獲得傳導干擾數據,進行產品系統的EMC優化分析;

高速、射頻系統,主要關注空間電磁輻射以及高速傳導的電磁兼容問題,以高頻三維電磁場軟件HFSS為核心,支持芯片器件、芯片封裝、PCB系統、線纜線束、包含外殼的整機系統的任意建模與聯合整機仿真,進行對應EMC測試項目的仿真優化分析,同時結合多射頻系統干擾分析軟件EMIT,可以實現環境級的大型空間電磁兼容仿真。

Ansys解決方案,從零部件、子系統、設備整機以及環境級的角度,對產品系統進行靈活的EMC虛擬建模分析,提前發現問題及缺陷,及時完成EMC設計優化,更好地幫助產品的EMC設計,縮短產品研發周期,降低設計成本。


來源于:Ansys

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