隨著電池續(xù)航里程增加、驅動和控制系統(tǒng)性能提升，電動汽車已成為汽車行業(yè)發(fā)展的新趨勢。功率器件有著體積小、開關速度快、工作電壓等級高等優(yōu)點，是電力變換器的核心部件，被廣泛的應用于電動汽車的電子零部件中。然而，功率器件的高速開關動作及電動汽車眾多的線纜排列布置結構，帶來了嚴重的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）問題，影響電動汽車的安全穩(wěn)定行駛！本節(jié)我們在ANSYS HFSS 2023R1中模擬CISPR25 電源回線遠端接地的測試環(huán)境，以獲得汽車域控制器領域中PCB的傳導發(fā)射（CE）。

• 一、模型導入

對照上圖的實際環(huán)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(huán)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。

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(lián)合仿真。

• 場路聯(lián)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(lián)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(fā)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(tài)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(fā)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(fā)現(xiàn)傳導輻射滿足了標準，如下圖所示。

 

三、小結

通過ANSYS HFSS搭建的CISPER25測試環(huán)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(xiàn)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