電磁兼容性仿真的案例
[經驗分享]CST電磁兼容性仿真---電機堵轉
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HFSS軟件及電磁兼容性仿真Step by Step培訓 ￥39
本內容詳細講解（按Step by Step操作來講解）如何采用HFSS軟件進行電磁兼容性仿真分析，以及講解了分析中所需要注意的若干問題。本培訓大綱為：
1、HFSS軟件介紹；
2、電磁諧振分析；
3、屏蔽效能分析；
4、線纜建模及PCB板分析介紹；
5、總結
電磁兼容培訓
[經驗分享]分享一個CST仿真3D建模的小技巧
本文摘自微信公眾號：CST電磁兼容性仿真
如果對CST電磁兼容性仿真感興趣的朋友可以關注或者掃描我的微信公眾號二維碼
小編今天分享一個在CST 3D建模的小技巧。我們在進行CST電磁兼容性系統級別的仿真的時候，有時會遇到建模的時候電路跑的信號不對，這樣導致無法進一步的做電磁兼容性仿真的工作。
不知道大家遇到過沒，小編目前做過轉向電機，BSG還有高壓電驅動和DCDC電源的系統級電磁兼容性仿真，由于這些都是大型復雜的仿真模型，小編多次遇到由于建模失誤導致仿真電信號跑的不對，甚至是差別很大。
小編列舉了曾經遇到過的建模的問題：
（1）建模過程中出現電源銅排和機構件或者PCB短路。
（2）電源銅排和銅排之間不完全連接，例如Gap只有0.00006mm，導致電路開路。(注：CST不像UG可以零配設置，最小間隙默認連接）。
（3）直接導入.step格式的CAD模型，網格剖分過后模型消失。
（4）網格剖分之后模型短路。
（5）建模過程中不注意導致的其他模型問題。
那么我們怎樣才能檢測到建模過程中失誤帶來短路和開路的問題呢？
其實很簡單，小編現在建完模型后都是建個簡單的電路，把電路仿真跑一遍，然后通過歐姆定理計算出我的電壓或者電流探頭的電壓或者電流是否跟仿真的一致，如果一致那么這個電路3D建模上肯定沒問題的。
歐姆定理
歐姆定理是電學中的一個基本定律，它用于描述電阻、電流和電壓之間的關系。根據歐姆定理，當一個電阻器上有電流通過時，電阻器兩端的電壓與電流成正比，比例常數就是電阻的阻值。具體而言，歐姆定理可以表示為 V = IR，其中V表示電壓，I表示電流，R表示電阻。根據這個定理，我們可以計算電路中的電壓、電流和電阻之間的關系。
展開 [經驗分享]分享一個CST仿真3D建模的小技巧
仿真結果如圖：
電流
電壓：
這個理論值和仿真的誤差比較小，我認為這樣這個電路3D模型的通斷是沒有問題的。當然如果你比較嚴謹，而且有時間也可以仿真出變壓器的內阻再帶進去計算，這樣更有說服力。
最后總結一下：
這是小編在仿真過程中遇到問題之后，總結的我認為最有效的檢查電路模型通斷的方法。如果您有更好的方法也可以分享給小編學習一下。希望我的一點綿薄經驗能給大家帶來幫助。
文章來源：CST電磁兼容性仿真
[經驗分享]如何在CST中快速等間距的復制多個3D模型
總結一下：
CST電磁兼容性3D建模沒有捷徑，直接CAD導入會遇到很多報錯，修起來很麻煩，最后還是自己畫，但是像今天這個案例，第一個模型建立很麻煩但是繞不開，但是第二個第三個甚至第十個都可以走捷徑。所以千里之行始于足下。
汽車BCI試驗的EMC仿真解決方案（汽車電磁兼容抗擾性試驗）【8月12日直播】
汽車 BCI 試驗（Bulk Current Injection，大電流注入試驗）是汽車電磁兼容（EMC）測試中的一項核心抗擾度試驗，主要模擬汽車電子設備及線纜在電磁環境中受到傳導干擾時的抗干擾能力，確保其在復雜電磁環境下仍能正常工作。
目前，現代汽車逐漸電子化、智能化，BCI 測試仿真已從 “可選環節” 變為 “核心環節”—— 它通過在開發早期預測電磁干擾風險、支撐復雜系統設計、提升法規驗證效率、保障功能安全，直接影響整車研發周期、成本及市場競爭力。
8月12日，Ansys官方策劃的研討會『汽車BCI試驗的EMC仿真解決方案（汽車電磁兼容抗擾性試驗）』基于試驗講解兩種EMC仿真解決方案，脫離經驗依賴，落地正向設計方案，下滑預約學習??
時間：8月12日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：傳統EMC設計方法對經驗的依賴性高，經驗模型失效后往往導致認證測試周期延長及資源消耗加劇，甚至引發系統性失效風險。因此，EMC經常被認為是玄學。大電流注入(BCI)抗擾度試驗，通常是整車必須試驗項目。目的是驗證整車所集成的各種電控單元功能在惡劣的電磁干擾中維持正常工作，滿足電磁兼容要求。
Ansys基于電磁場多維度建模技術提供兩種EMC仿真解決方案，將EMC從玄學變成科學，滿足不同客戶對仿真的需求。1.基于HFSS/Q3D精確建模BCI認證測試環境，模擬實際場景，實現仿真替代測試，加速研發進度；2.根據第一性原理，通過仿測一體化定位EMC問題根因，在研發流程中通過特征化仿真，落地正向設計方案。
講師：
倪勝 | Ansys主任應用工程師
畢業于華中師范大學微電子專業，碩士學位。
展開 [仿真分享]利用CST的RLC求解器提取IGBT的局部寄生參數
本文摘自微信公眾號：CST電磁兼容性仿真
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最近有同學問小編CST是否可以提取3D模型的局部寄生參數。其實CST官方里面寫了好幾篇關于寄生參數提取的文章。而且CST的library里面也有相關案例。正好小編最近也在擺弄IGBT的模型。那么小編今天就來舉個栗子，分享一個利用CST的提取IGBT的局部寄生參數。
因為我們要提取的是局部寄生參數，所以這里不能用CST的高頻工作室，如果用高頻工作室的S參數去提取寄生參數，那么提取的就不是局部的寄生參數了，而是環路的寄生參數。所以這里我們需要用到CST里面低頻工作室的RLC求解器。
首先建立仿真項目的時候如圖所示
然后選擇Home-->simulation-->Partial RLC Solver
導入IGBT模型。如圖所示。注意：如果要把IGBT模型的管腳也加入到寄生參數提取里面，那么管腳的材料不能用PEC，我這邊改成銅了。
邊界條件全部設置為電壁
選擇Sources and Loads-->RLC Node
小編這邊選擇仿真這個IGBT模塊下橋的其中一個IGBT裸die和反向續流二極管的寄生參數，如何建立Node，可以去CST官網去找方法，寫的很詳細，沒必要再講一遍。如圖，這些綠色的點就是我建立的Node，分別設置了IGBT的集電極和柵極這兩路的寄生參數提取。
在求解器設置里面設置pair，代表兩個Node的進出關系，如圖
求解得到：
IGBT上走線，包括綁定線，銅層，引腳的寄生電感和電阻如圖，這里不是任意兩個Node之間的寄生電感和電阻。
寄生電容如圖，這里仿得結果是任意兩個Node之間的寄生電容。
展開 汽車試驗：電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性試驗方法
電動汽車上的電力電子變換裝置無論數量還是功率都遠遠超過傳統汽車，電磁兼容問題的嚴重性和復雜性也遠高于傳統汽車。電機驅動系統是電動汽車的三大關鍵系統之一，也是最重要的功率變換裝置，其電磁兼容性能（electromagneTIccompaTIbility，簡稱為EMC）不僅關系到自身的工作可靠性，而且會影響整車的安全運行能力和工作可靠性。從目前已有的電動汽車整車產品的檢測過程來看，大部分車型都是經過多次整改才能夠達到國標的相關規定。鑒于電磁兼容問題的重要性，基于電磁騷擾耦合和傳播的一般機制。
本文給出了電動汽車用驅動電機系統電磁兼容性試驗方法。適用于純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車用驅動電機系統。
注：電動汽車電源系統通常分為2種類型：第一種普通LV(低壓)系統，其典型結構特點為非屏蔽，第二種HV系統，其典型結構特點為屏蔽。
試驗方法如下：
一、電磁輻射發射試驗
1、寬帶電磁輻射發射試驗
試驗方法：本方法用于測試EUT產生的寬帶電磁輻射發射， 若無其他規定， 在30MHz-1000MHz頻率范圍內，則按GB/T18655-2010中規定的方法進行試驗。
試驗狀態：EUT應處于正常工作狀態， 且轉速為額定轉速的50%， 扭矩為額定扭矩的50%， 機械輸出負載達到持續功率的25%。
當轉速或扭矩達不到EUT試驗狀態時， 可調整扭矩或轉速以達到持續功率的25%， 并在試驗報告中注明。
如EUT包含多個單元， 單元之間的連接線宜使用原車上使用的連接線束；如果無法實現， 電子控制單元和人工電源網絡(AN)間的連接線長度應符合本標準規定.線束應按實際情況端接，并帶實際負載和激勵。
試驗布置：試驗布置圖見圖3.
屏蔽配置應按照車輛的實際情況布置，通常所有屏蔽的HV部件應低阻抗正常接地(例如AN、電纜、連接器等狀態) EUT和負載均應接地。
展開 CST—EMC（電磁兼容）仿真及分析工具
CST印制電路板工作室
用于對印制電路板的信號完整性（SI）、電源完整性（PI）以及電磁兼容性（EMC）分析。
CST電纜工作室
專業的線纜線束SI、EMI、EMS仿真工具，用于電纜線束的信號完整性（SI）和電磁兼容性（EMC）分析。
CST電磁工作室
包含靜場和低頻場求解器，用于傳感器、驅動裝置、變壓器、線性電機等電磁仿真。
CST粒子工作室
用于自由移動帶電粒子的完全一致性仿真。如二次電子發射、爆炸發射等，用于電子槍、陰極射線管、加速器以及磁控管等仿真分析。
CST多物理工作室
用于求解熱和機械應力問題的工具。該模塊一般與其他模塊結合來解決耦合仿真任務，計算電磁損耗引起的熱及由熱引起的形變，支持各向同性/異性熱傳導材料，溫變材料等。
展開 基于ANSYS的PCB電磁兼容仿真案例
資源效果分析
由于只針對“問題” 區域進行仿真，可使用HFSS 3D Layout的cutoff工具，大大簡化了 仿真計算量，一般配置的計算機即可完成相關仿真。
2.3 結論
“完整” 的地平面對電場和磁場有明顯的“隔離”效果，降低了信號的路徑及其返回路徑“產生”噪聲干擾的風險。過孔與平面間的電源噪聲耦合主要耦合形式是互容，過孔附近的電場特征明顯，場特征 類似“電容器”；過孔的反焊盤設計對過孔耦合平面噪聲有較大幫助，平行板電容器的容量與平板間距成反比，與交疊平板面積成正比。過孔間的噪聲耦合中，回路的磁場特征明顯，場特征類似“變壓器”。信號的返回路徑分析對過孔間的噪聲耦合非常有益，信號返回電流“抵消”信號路徑電流上產生的磁場。因此仿真主要針對不“完整”的地平面和返回路徑不連續的結構進行分析，這大大簡化了單板噪聲干擾仿真的工作量。提取返回路徑不連續物理結構進行電磁分析，并將電磁特征轉換為電氣特征，即S參數。只要分析S參數中表征耦合的數據就可以分析出噪聲耦合的強弱。
文中案例選自《ANSYS電磁兼容仿真與場景應用案例實戰》
展開 [經驗分享]如何選擇加窗函數？
本文摘自微信公眾號：CST電磁兼容性仿真
如果對CST電磁兼容性仿真感興趣的朋友可以關注或者掃描我的微信公眾號二維碼
在我們進行信號分析時候，一般會截取有限長度的信號波形做傅里葉變換，如果這個信號不是周期信號，這個截斷過程會產生泄漏，即使是周期性信號，截斷的長度不是周期的整數倍，這個階段的信號也會存在頻譜泄漏，導致功率擴散到整個頻譜范圍，產生大量“霧霾數據”，無法得到正確的頻譜結果。雖然知道加窗可以抑制泄漏，但復雜的窗函數表達式及抽象的主瓣旁瓣描述方法，令人更加迷惑，下面我們拋棄公式用通俗易懂的方式介紹窗函數的選擇。
加窗與窗函數
之前在我的公眾號文章《EMI接收機對信號做傅里葉變換中時間窗與RBW的關系》里提到，常見的時間窗類型包括：Rectangular、Hamming、Hanning、Gaussian，Blackman、Kaiser、Flat-Top等。
如圖直觀地描述了四種信號加窗的過程及窗函數基本特征。在時域上看，加窗其實就是將窗函數作為調制波，需要加窗的信號作為載波進行振幅調制（簡稱調幅）。矩形窗相當于對輸入信號乘以1，對截取的時間窗內的波形未做任何改變,而其它三種窗函數都將時間窗內開始和結束處的信號調制到了零。
更普遍地，絕大部分窗函數形狀都具有類似從中間到兩邊逐漸下降的形狀，只是下降的速度等細節上有所區別。這個特征體現了加窗的目的——降低截斷引起的泄漏，所有窗函數都是通過降低起始和結束處的信號幅度，來減小截斷邊沿處信號突變產生的額外頻譜。
我們來看一下幾種窗函數的頻譜特點：
（1）矩形窗
矩形窗主瓣較窄，第一旁瓣峰值-13dB，旁瓣衰減速度20dB/十倍頻，通帶衰減大，阻帶衰減小，導致變換中容易帶進高頻干擾和泄露。
（2）海明窗
海明窗也是余弦窗的一種，又稱改進的升余弦窗。
展開 
《電磁兼容問題的計算機模擬與仿真技術》
前言
第一章 電磁兼容原理與建模
1.1電磁兼容基本概念
1.1.1定義及定量單位
1.1.2電磁干擾源、干擾性質、干擾途徑和敏感設備
1.1.2.1干擾源
1.1.2.2敏感設備
1.1.2.3干擾的耦合方式
1.1.2.4電磁干擾的模式
1.1.2.5干擾的耦合途徑
1.1.3干擾信號的時一頻域特性及轉換
1.1.3.1周期性函數的傅里葉變換
1.1.3.2非周期性干擾信號的頻譜分析
1.1.3.3脈沖信號的傅里葉積分
1.1.3.4脈沖信號的快速時頻域轉換
1.2電磁兼容問題中的場的概念
1.2.1場的分類及特性
1.2.1.1靜電場與恒定磁場
1.2.1.2準靜態電場和磁場
1.2.1.3電大與電小
1.2.1.4準靜態電流場(渦流場)
1.2.1.5平面電磁波
1.2.2輻射場的近區與遠區
1.2.2.1偶極子源
1.2.2.2高頻偶極子的近場與遠場
1.3 EMC問題的建模技術
1.3.1明確EM(：模擬的目的
1.3.2正確把握問題所屬的電磁場性質
1.3.2.1準靜態場技術
1.3.2.2擴散場技術
1.3.2.3全時域波技術
1.3.2.4諧波平衡技術
1.3.3嚴格剖析問題的空間維數
1.3.3.1一維模型
1.3.3.2二維模型
1.3.3.3三維模型
1.3.4計算方法的選擇
1.3.4.1時域有限差分法
1.3.4.2有限元法
1.3.4.3矩量法
1.3.5 EMC模型中的元素
1.3.5.1干擾源
1.3.5.2耦合路徑的模擬
1.3.5.3受干擾對象
1.3.5.4試驗的配合
1.3.6 EMC模型的實現
1.3.6.1模型的幾何問題
1.3.6.2模型的完整空間的問題
1.4有關商用軟件包的介紹
第二章 電磁兼容問題的計算高模擬技術
2.1數值分析的基本原則
……
展開 ANSYS工程機械電磁兼容仿真解決方案
工程機械通常工作在復雜電磁干擾環境中，在這過程中可能會面臨電磁場干擾、電纜串擾等相關問題。
ANSYS仿真能力
ANSYS支持從組件到板級，再到系統級EMC分析，幫助客戶解決電磁相關問題。
-PCB板級和組件級仿真：EFT，Burst，ESD，RE，CE，BCI，輻射發射，抗擾性
-電纜線束：串擾，輻射，抗擾，電纜設計，絞線，屏蔽
-天線：合理放置、射頻共址、靈敏度劣化、輻射
-人體的電磁暴露：SAR、電磁場分布、功率密度
-全平臺仿真：HIRF、EMP、系統級輻射和抗擾
EMA3D電纜線束
HFSS與EMA3D耦合仿真
1.EMA3D 預測線纜上的時域仿真結果
2.再將EMA3D 的仿真結果加載到HFSS/Circuit里做場仿真或電路仿真。
高強度輻射場干擾
變電站/發電廠/高壓線干擾
外部電磁場對車輛的影響（高壓電纜）
整車電磁兼容仿真
ANSYS與卡特彼勒 ：全力支撐電氣化轉型，保證高可靠性
“我們面向電氣化轉型的決心非常堅定。”
展開 行業分享丨汽車電磁兼容仿真技術與應用
全文內容選自 Altair 區域技術交流會西南站
中國汽車工程研究院股份有限公司高級工程師
黎小姣 演講
在汽車智能化、電動化持續演進的背景下，電磁兼容（EMC）問題日益成為影響車輛安全性和可靠性的重要因素。中國汽車工程研究院股份有限公司（簡稱：中國汽研）在整車及零部件 EMC 仿真方面持續深入探索，并在 Altair 區域技術交流會-西南站系統分享了 EMC 仿真技術的實踐路徑與創新成果。
為什么整車 EMC 仿真成為剛需？
傳統以實車測試為主的 EMC 開發流程周期長、成本高，且整改難。中國汽研通過將 EMC 性能評估融入整車開發早期節點，配合仿真預測優化整車電子系統與天線布局，有效降低 EMC 風險，提高開發效率，助力正向開發走深走實。
Altair 工具如何助力 EMC 仿真？
中國汽研基于 Altair HyperWorks 設計與仿真平臺的Feko、PSIM 以及 RapidMiner 數字分析與人工智能平臺，建立了完整的建模、求解與性能評估流程，覆蓋從整車系統建模、電子部件信號仿真，到天線方向圖預測等多層級仿真需求，為多場景、多頻段下的電磁干擾與抗擾提供技術支撐。
整車系統 EMC 仿真的多場景應用
從高壓線纜引起的輻射發射仿真，到抗擾天線電磁環境仿真；從喇叭天線干擾收音機分析，到整車功能性失效的量化評估——中國汽研展示了多項貼近實車應用的 EMC 仿真案例，仿真結果與實測數據高度一致，為早期設計提供精準依據。
車載天線性能仿真的實戰分析
面對汽車天線種類激增與安裝復雜性提升，中國汽研牽頭制定行業天線測試標準，并通過仿真手段優化天線布局。
展開 ANSYS官方 | PCB電磁兼容設計規則檢查與仿真驗證
2012年加入ANSYS公司至今，一直從事相關電子產品在芯片封裝、PCB系統、連接器、線纜機箱及整機系統領域的信號完整性、電源完整性、電磁兼容仿真解決方案的開發與應用技術支持，精通包括HFSS\Siwave\ Q3D等ANSYS軟件的技術應用與培訓。
課程簡介
電子產品的PCB設計，是決定其EMC性能表現優劣的關鍵因素之一。隨著半導體芯片技術的高度集成化和高速化，電路原理的設計相對趨于成熟，關鍵的PCB系統互連設計成為必須重點關注的對象。PCB設計不同環節的工程師，通常使用不同的驗證方法，或者根本無驗證手段，僅憑借工程師個人經驗設計。一些不適當的走線結構，很容易被忽略，也不便于進行建模仿真分析。此外，仿真一般針對關鍵電路或高速電路，忽略了其他layout的設計缺陷，這也可能帶來的整個產品的EMC性能隱患。因此，SIwave專業PCB電磁兼容仿真工具從2019版開始增加了EMI Scanner。
EMI scanner功能包括：統一、并且可在不同設計團隊間重復使用的驗證手段，防止驗證過程變化或失控；適用于多團隊協作，同時可以對第三方代工設計交付，可進行品控，實現高效處理復雜的PCB設計；可以定制化EMC設計，用來收集和執行企業自己的設計規則。
本次直播分享將會介紹PCB電磁干擾分析思路、SIwave軟件功能介紹以及新功能EMI Scanner的規則內容、仿真驗證規則檢查的準確性以及操作演示等。助力用戶更深一步認識板級的電磁兼容設計仿真。
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