隨著電池續航里程增加、驅動和控制系統性能提升，電動汽車已成為汽車行業發展的新趨勢。汽車前照燈集成了（Headlamp）的指示燈包含了近光燈、遠光燈、轉向燈、霧燈等基礎指示，此外還包含了LR+CR激光雷達、LR雷達、SR雷達、HDR攝像頭、FIR熱成像相頭等功能器件，這樣使得燈組件電子系統更加復雜，多塊PCB、散熱器、底座、線束的排列布置結構，帶來了嚴重的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）問題，一方面影響其他敏感器件的正常工作，另一方面會影響電動汽車的安全穩定行駛！本節我們在ANSYS HFSS 2023R1中模擬CISPR25汽車前照燈PCB電源回線遠端接地的測試環境，將獲得整塊PCB的傳導發射（CE）對標標準，發現部分頻點超標后，給出改善措施最終通過測試標準。

一、模型導入
如下圖所示為汽車前照燈組價的示意圖，我們將抽取他們的PCB進行模擬仿真。

對照上圖的實際環境搭建在ANSYS HFSS中搭建仿真模型模型具體包括以下三個部分：待測PCB，4 cable連接器，以及CISPR25測試環境（LISN網絡、測試線纜等）。

打開Ansys Electronics Desktop 2023，Insert Design選擇HFSS,然后命名工程名字為Cisper25_CE，依次導入以上三部分模型。

二、模型材料賦值以及邊界設置
2.1 PCB和線纜設置為copper，LISN設置為AL，選中物體在Properties中的Material先選擇Edit然后選擇材料為所需材料。

2.2 底部等大小的長方形作為參考地，命名為GND，設置邊界條件為Perfect E即理想導體邊界。

三、計算設置
分析計算主要是設置我們掃頻的中心頻率、掃頻范圍以及精度計算，這次我們設置如下。其中心頻點為200MHz，掃頻范圍為150KHz-200MHz，使用插值計算方法。

設置完成后，我們先進行仿真前的檢查，點擊HFSS選擇Validation Check檢查都是綠色的對號說明模型沒有問題，如果有問題則需要對錯誤項進行修改設置，全部綠色后方可進行下一步的仿真。最后點擊HFSS點擊Analyze All，同時點擊右下角的Show Message和Show Progress。仿真完成后，我們需要把我們的場數據導入到circuit中進行場路聯合仿真。

四、場路聯合
插入一個circuit電路仿真，操作如下

ANSYS針對電磁仿真的場路聯合仿真是很快捷的，我們將HFSS工程文件直接拖到circuit，即完成數據傳輸，顯示如下，然后右鍵選擇Edite symbol選擇Geometry對管腳進行編輯。

在右邊component library里邊選擇選取相應器件（直流電源、LISN文件信號發生器以及電阻），并設置其參數，最終連接完成形成完整的仿真電路，并重新定義電路網絡的名字（最好對應于實測的網絡，方便后邊各網絡查看信號）如下圖所示

同樣設置瞬態求解，求解如下，從1ns到600us，并開始仿真。

數值結果我們可以先查看它的電池Battery、LISN網絡、VDD的電壓參數，在工程樹下選擇Results Create Standard Report ,再選擇Rectangular Plot，選擇Volttage，鍵盤Ctrl鍵同時選擇V(Battery), V(LISN_P) 和V(U1_VDD)，點擊確認。

在圖表中點擊鼠標右鍵，可以使用Trace Characteristics---Favorites---pk2pk，標示峰峰值的差值，可以看出他們電壓的波動范圍。

同樣我們可以繪制此CLK_1 and Load_1的電壓隨時間的變化曲線。該圖顯示了PCB U1組件如何發送梯形時鐘信號以及負載模擬器接收到該信號的真實波形。

這次繪制其傳導輻射EMI_P端隨頻率的變換關系，也就是接收機接收到傳導信號強度，對于電子電路, 輻射越低越好，也就是其對周邊電路的干擾越小。具體設置如下，先設置輸入變量，然后設計時間范圍為0到600us，最大頻率108MHz。

最后我們導入標準CISPR25 Level 5 ，可以看見很多頻點超過了標準。

接著嘗試添加扼流電感線圈，發現傳導輻射滿足了標準，如下圖所示。

   

五、小結
通過ANSYS HFSS搭建的CISPER25測試環境提前對待測PCB的傳導輻射進行仿真，一方面可以識別了EMC問題，找到超標的頻點，為我們在整機送測認證前問題的解決整改爭取了寶貴的時間，同時針對PCB EMC整改不再是盲目添加保護器件和電路，而是針對問題形成的原因有的放矢，直接在軟件中仿真中得到整改措施的改善效果，以實現最少的改動達到最大程度改善效果，為PCB電磁兼容問題的定位和改進提供參考。

文章來源 ：新科益工程仿真中心