仿真实例155：整车场景下的电源线RE仿真

作者 | Zhou Ming

整车场景下的RE仿真，EMI噪声源来自内部不同的部件，RE辐射路径主要通过cable产生。因此在仿真时，建模的重点是：车身结构、cable、EMI噪声源。其中最大的困难是：如何准确地构建内部的EMI噪声源？  

以电源模块RE仿真为例，CST有以下两种方法。  

• 方法一：常规的仿真方法，从电源模块内部PCB开始建模，在电路中添加器件，创建Trans task，通过场路协同仿真，得到E-probe上的场强。这种方法难度大，要创建模块内部细节模型（从电路到PCB），因此更适合零部件供应商。

• 方法二：一种更适合整车客户的方法，把电源模块当做黑盒，利用电流钳（current probe）测试得到cable上的差、共模电流，然后通过仿真得到EMI噪声源，创建AC task重新激励，得到E-probe上的场强。

为了更好的对比，我们设计了一个整车的RE测试场景（下图所示）：EMI噪声源来自电源模块，通过电源线对外产生RE辐射，在距离车身3m远处设置一个E-probe，模拟接收天线。  

方法一：Trans task电源线RE仿真（考虑内部细节模型）  

方法一是常规的CST场路协同仿真方法。在创建3D模型时，需要有电源模块内部细节，包括PCB、电源结构、车身结构、电源cable等，在距离车身3m远的位置添加E-probe，详细的操作过程不再赘述。  

在电路中添加PCB上的器件模型，创建Tans task，根据MOS驱动信号的参数设置驱动信号，通过仿真得到E-probe场强。  

RE场强结果（Trans task）  

方法二：AC task电源线RE仿真（黑盒模型）  

方法二最大的差异是把电源模块当做黑盒，这样在建模的时候不需要内部细节。为了简化仿真的流程介绍，我们主要考虑CM（共模）噪声，忽略DM（差模）噪声的影响。以下是仿真的步骤。  

步骤一：利用“电流钳+频谱仪”测试cable的共模电流，得到port3上电压频谱。以下模型是为了模拟真实的电流钳测量过程，基于CE测试环境的3D模型，cable上添加电流钳（current probe）。创建trans task，通过仿真得到port3上的电压频谱）。

电流钳CE测试环境  

步骤二：创建黑盒仿真模型，得到EMI噪声源。在前面CE测试模型的基础上，删除原有的电源模块（包括结构及内部PCB等），把电源模块改成黑盒模型，保留电流钳。创建AC task，利用步骤一的电流钳port3位置的电压频谱，反向校准port1的激励信号，也就是EMI噪声源信号。整个过程可以通过CST后处理实现。  

EMI噪声源仿真模型  

后处理得到的EMI噪声源信号  

RE场强结果（AC task）  

通过对比上述两种方法的RE结果，我们可以看出：采用方法一从PCB内部建模的方法，和采用方法二的黑盒建模方法，结果具有高度的一致性。  

RE结果对比（ trans vs AC）

总结  

通过案例中介绍的仿真方法，可以解决系统级仿真时的电源模块噪声源建模难题，非常适合整车环境下的RE仿真。