脈沖磁場屏蔽效能的案例
電動汽車高壓線纜屏蔽效能的仿真與測試研究
文章來源：1.招商局檢測車輛技術研究院有限公司國家客車質量檢驗檢測中心；2.重慶市電磁兼容工程技術研究中心；3.重慶理工大學汽車零部件先進制造技術教育部重點實驗室；4.重慶清研理工電子技術有限公司
高壓屏蔽線纜在電動汽車電機驅動系統中起輸送電能和屏蔽干擾的作用?在高頻情況下,高壓連接系統存在天線效應,對外產生輻射騷擾,是電機驅動系統中電磁兼容的薄弱部分之一,近年來,由屏蔽線纜屏蔽效果不好和接地不良好引發的整車EMC問題日益突出?因此對于高壓線纜的屏蔽效能要求極高?早期設計時,對高壓線纜的屏蔽效能進行有效而快速?經濟的測量或仿真計算,對研究改善電動汽車的電磁兼容性具有重要的意義?
本文介紹一種線纜屏蔽效能的三維仿真方法,對某種屏蔽線纜進行數值仿真分析,并通過線注入法?三同軸法來驗證仿真的有效性?
1 屏蔽效能的表征
線纜屏蔽效能是從金屬介質平板屏蔽效能引申而來,定義為在芯線電流不變的情況下,線纜有無屏蔽層時,空間某點的場強比值?通常采用轉移阻抗或表面轉移阻抗來表征線纜屏蔽層的屏蔽效能?其中表面轉移阻抗為線纜單位長度的轉移阻抗,表征外界電磁場對單位長度屏蔽線纜的電耦合能力,常用ZT表示,其公式定義:
式中:L是電纜長度；Is是線纜屏蔽層由外界電磁場引起的感應電流；?V/?z是編織層上感應電流產生的屏蔽層與內導體之間開路電壓沿電纜長度Z向的變化率；Ez(f)是外界電場縱向分量,與其頻率f有關；Se是線纜屏蔽層內表面；Ae為Se全部面積；l是屏蔽層外橫截面的閉合曲線路徑；H(f)為外界磁場
矢量沿l路徑的切向分量,與其頻率f有關?
表面轉移阻抗是屏蔽線纜的固有屬性,與通過其的電壓?電流以及線纜長度無關,而與線纜屏蔽層的參數如編織層的內直徑?編織線的直徑?每圈包含的編織束股數
展開 HFSS應用案例：機箱屏蔽效能仿真
5 仿真結果
分別基于三種縫隙模型，進行仿真得到如下屏蔽效能仿真結果。
5.1 基于實體縫隙模型的仿真結果
如圖14所示，為基于實體縫隙模型的仿真結果。仿真總耗時約為28分鐘，最大內存占用約為5.2GB，總網格數量為158998。
圖14 基于實體縫隙模型的仿真結果
5.2 基于PE+PH等效模型的仿真結果
如圖15所示，PE+PH等效建模得到的仿真結果與實際建模極為接近。但是，PE+PH等效建模仿真總耗時約為17分鐘，最大內存占用約為5.1GB，總網格數量為127728。
圖15 基于PE+PH等效模型的仿真結果
5.3 基于阻抗邊界條件等效模型的仿真結果
如圖16所示，基于阻抗邊界條件等效建模得到的仿真結果與上述兩類重合度較高。但是，其仿真總耗時約為17分鐘，最大內存占用約為5.1GB，總網格數量為127728。
圖16 基于阻抗邊界條件等效模型的仿真結
6 結論
本案例利用HFSS對機箱屏蔽效能進行仿真分析，三種不同的縫隙模型處理方式均可有效得到機箱屏蔽效能，建模方法具備較強的靈活性，仿真結果具備良好的一致性。
展開 金屬圓形散熱孔陣5G電磁屏蔽效能仿真分析
引言
隨著電子科技水平的飛速發展以及電子設備的廣泛應用，電子設備所面臨的電磁環境日益復雜，相關產品對電磁屏蔽的要求越來越高 [1]。加裝金屬電磁屏蔽罩是一種常見的電磁屏蔽手段，通過金屬對電磁波的屏蔽作用，可以使電子設備在工作時既不干擾其它設備，同時也不受其它設備影響 [2]。但是有時為了達到散熱的目的，需要對電子設備的金屬屏蔽罩進行開孔散熱。由于開孔會直接導致屏蔽效能的降低 [3]，甚至可能會使屏蔽效能完全消失，因此，研究者對具有不同散熱孔陣的金屬屏蔽罩在6 GHz以下頻段的電磁屏蔽性能展開了廣泛研究[4] [5]。如石高峰等人 [4] 比較了單個散熱孔與相同面積散熱孔陣在0~1 GHz范圍內的電磁屏蔽效果，其結果表明，圓形周期分布的散熱孔陣的電磁屏蔽效能明顯優于單個散熱孔。何新文等人 [5] 研究了不同形狀的散熱孔陣在0~4 GHz范圍下的電磁屏蔽效能，經優化后的金屬散熱孔陣的電磁屏蔽效能均能達到30 dB以上。
隨著5G通信時代的步步臨近，電磁設備的工作頻率不斷提高，電子設備之間的干擾愈發嚴重，同時隨著功耗的不斷增加，發熱量也不斷提高，因此電子產品的電磁屏蔽性能與散熱性能方面的平衡愈加重要。盡管已有少數研究者通過設計新型散熱孔，取得了較為不錯的電磁屏蔽性能，如徐留留等人 [6] 設計出一種新穎的介質開孔型頻率選擇表面，實現了在28 GHz頻率下電磁屏蔽效能達30 dB以上，帶寬大于2 GHz，并且在入射角0?~60?范圍內具有良好穩定性。但是該類新穎散熱孔結構對制作工藝要求較高，成本也較高，并不利于金屬電磁屏蔽罩的應用普及，因此對散熱孔陣在5G通信頻段的電磁屏蔽性能進行分析仍具有重要的現實意義。
展開 資源共享---ANSYS在脈沖功率裝置主開關部分屏蔽電極設計中的應用
本文利用ANSYS有限元分析軟件對脈沖功率系統的中儲端部多級多通道激光觸發開關屏蔽電極幾種結構的靜電場分布進行了計算與分析，同時考慮了中儲端部屏蔽電極結構的改變對激光觸發開關過壓間隙電場均勻性分布的影響。
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