作者 | Zhou Ming
常规的电源模块CE仿真,工程师在建模时从内部细节开始,包括PCB、关键器件模型、以及电路模型等。这种方法更适合电源厂家,案例Customer Success | OPPO手机电源适配器EMC仿真就是采用这种方法。
本篇案例我们介绍另一种电源模块的CE仿真方法,在建模时把电源模块当做黑盒,利用电流钳(current probe)测试得到cable上的共模、差模电流,然后通过仿真分别得到共模噪声源、差模噪声源,创建AC task重新激励,得到LISN上的CE结果。
以下是两种方法方法的对比。
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、关键器件、电源结构、电源cable等。在电路中添加器件模型,创建trans task,详细的操作过程不再赘述。

电源CE仿真(trans task)
运行trans task,通过EMI Receiver对LISN_L、LISN_N的时域信号做后处理,得到CE测试结果。


CE结果(Trans task)
步骤一:利用电流钳(current probe)测试cable的共模电流和差模电流,得到port3上电压频谱。以下两个模型是为了模拟真实的电流钳测量过程,左侧为共模电流测试,右侧为差模电流测试。两种测试方法的区别在于cable穿过电流钳的方式不同。创建trans task,通过仿真得到port3上的共模电压频谱和差模电压频谱。

电流钳(port3)的共模和差模测试结果

EMI噪声源(共模)仿真模型

EMI噪声源(差模)仿真模型

后处理得到的EMI噪声源信号
步骤三:创建电源CE仿真黑盒模型。删除电源模块及内部细节,用黑盒模型替代,只保留cable在端口的port;重新创建AC task,利用计算出的EMI共模噪声源及差模噪声源重新激励,得到LISN_L以及LISN_N的结果。


电源CE仿真(AC task)

CE结果(AC task)
对比trans task与AC task的CE仿真结果,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。

CE结果对比( trans vs AC)
通过案例中介绍的CE仿真方法,可以解决系统级CE仿真时的电源模块建模的难题。