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達索系統SIMULIA CST解鎖汽車里的“一方乾坤”：延鋒國際汽車電子EMC仿真

發布時間：

2023-08-15

借助達索系統三維全波電磁場仿真工具CST，延鋒國際采用了行業前沿的EMC設計方法，通過場路協同方法，建立了干擾源、耦合路徑、LISN、接收機等電磁仿真模型，該仿真方法能準確預測傳導干擾的變化趨勢，預測到高風險的諧振點，不僅僅提升了產品的測試通過率，更重要的是對于EMC問題的機理有了更深入的理解。


“延鋒國際的產品主要是汽車內飾部件，隨著汽車內飾的功能越來越多、硬件電路也越來越復雜，再加上復雜的汽車線纜，給產品的EMC設計帶來很大的挑戰。產品如果在后期驗證階段甚至推向市場后，再進行整改，難度和成本都非常高。

借助達索系統三維全波電磁場仿真工具CST，我們采用了行業前沿的EMC設計方法，通過場路協同方法，建立了干擾源、耦合路徑、LISN、接收機等電磁仿真模型，該仿真方法能準確預測傳導干擾的變化趨勢，預測到高風險的諧振點，不僅僅提升了產品的測試通過率，更重要的是對于EMC問題的機理有了更深入的理解。”

梅燕

 延鋒國際主管CAE工程師，電磁仿真專家

 

 

圖源：延鋒國際


 

所見之“實”：產品硬件介紹

 

該產品屬于汽車內嵌飾背光板，包含電源電路，背光電路，通訊電路來需要實現氛圍燈的亮度及顏色的調整及律動方案等。兩塊相同的電路板通過cable連至車身，電路框圖如下圖。

 


所研之“新”：3D仿真模型構建

 

CST微波工作室可以根據真實的測試場景，構建完整的3D模型，包括測試環境、嵌飾板、泡沫、PCB、cable、LISN等。CST軟件強大全波求解能力，可以處理完整的系統級模型。

 

 

利用CST cable to 3D功能實現復雜線纜的3D精確建模，解決工程師的建模難題。

 


 

所聞之“理”：噪聲源頭分析及建模

 

根據CE測試報告，以及硬件電路分析，可以判斷噪聲源主要來自兩部分電路：LIN總線和開關電源芯片。在噪聲源的建模中，需要同時構建LIN和電源芯片的模型。

 

 

 

以電源芯片建模為例，電源芯片（型號：MPQ4420AGJ）由于是集成芯片，官網提供的PSPICE模型，并不具備關鍵的EMC噪聲參數，因此并不能作為EMC仿真的輸入。我們利用了CST模型庫中自帶的開關電源模型，對MPQ4420AGJ進行精確的模擬。

 

 

下面是電源Vds仿真和測試波形的對比，可以看出電源模型精確度非常高。

 

 

所得之“果”：仿真測試結果比對

 

讓我們看看仿真和測試結果對比吧，如下圖所示，可以看出從150K-108M頻段，CE的仿真和測試結果一致性非常高。

 

測試數據

 

仿真數據

 

仿真測試一起比較

 

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