首页/文章/ 详情

盘点下在CST仿真过程中用到过的激励信号

5月前浏览10072

最近有朋友私信我问我在做CST电磁兼容性仿真的过程中用过哪些激励信号。今天我就来分享一下。

因为我是做电机控制器的,所以目前我遇到的激励信号无非有这些:

(1)电机三相桥的驱动信号。这些激励信号不是通过示波器测试获得的,而是通过SVPWM算法生成的,有七段式和五段式算法,当然测试模式也有带载和堵转的分别,这些因素都会决定着激励信号。目前用的比较多的是随机开关频率的SVPWM算法。

(2)PMIC的buck电路的开关信号。因为芯片高度集成,buck电路的开关信号无法测得,小编通过程序脚本实现的。我们的PMIC芯片用的不是PWM而是PFM。

(3)反激电源的开关信号。可以用实测信号,也可以用脚本生成

(4)CAN通讯信号。实测信号。


正常情况下,我们在CST的DS工作室里面建立port并且建立瞬态仿真任务,可以通过下图红线这里添加激励信号。

并且在如下对话框里面的激励类型里面旋转激励源设置,有高斯,正弦波,方波,随机数字信号,以及导入外部信号数据等。

但是有时候因为产品设计的局限性和特殊性,只能采用实测信号或者通过脚本去模拟激励信号来进行仿真。下面我简单讲一下我遇到的这几个激励信号。

一,电机三相桥的驱动信号。

小编用的自己的脚本,我们正常控制策略采用的SVPWM的七段式和五段式算法。测试模式有带载模式和堵转模式。电机有三相电机,六相电机。所以脚本考虑的比较全面。涵盖了所有我们能用到的模式和测试情况。

二,buck电路的开关信号

由于PMIC高度集成,我们是无法去测到buck电路的开关信号的,那怎么办?只能人为的制造一个。可以通过PMIC的datasheet给出的参数,如图,这个驱动信号采用的是PFM(脉冲频率调制)。

我们还是使用脚本去模拟这个PFM驱动信号,如图

有的同学说我用固定频率和占空比的方波信号也可以,是的也可以,你可以参考下。但是你用这种信号无法仿真出跟实际测试频谱一样的包络,因为你的频率和占空比是固定的,导致的频谱能量很集中,都集中在你的基波频率和它的高次谐波频率上,EMI接收机处理的每一个时间窗的频谱都一样没有差别,而且频谱的总体包络的幅值波动很大。

三,反激电源的驱动信号。

反激电源一般用独立器件去设计搭建电路的,容易拿到驱动信号数据,最好用实测信号来仿真。实际上反激电源好多驱动信号也是会有一定范围的抖频。上面讲到的我的PFM脚本也可以用。如下图,这个方波信号的每一周期都是不一样的,频率会抖动。

如果条件不允许,CSTPulse激励也可以试试。

四,CAN通讯信号。

铁定用实测信号,而且可以仿真的很准。

来源:CST电磁兼容性仿真
电源电路电磁兼容芯片电机CST控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-15
最近编辑:5月前
希格斯玻色子
知识就是力量
获赞 61粉丝 86文章 91课程 0
点赞
收藏
作者推荐

为什么抖频技术可以降低EMI呢?

频率抖动技术是一种降低开关电源电磁干扰(EMI)的有效方法,通过周期性变化开关频率分散谐波能量。它适用于高频数字电路,通过“频谱搬移”降低EMI发射能量,并移至EMI发射裕量较大的频段。模拟显示,抖频信号的EMI测试曲线高频段幅值低且平滑,易于满足工程裕量要求。因此,频率抖动技术对提高开关电源工作可靠性具有重要意义。由于采用脉宽调制(PWM)控制方式的开关电源的开关频率不断提高,使其高频开关波形中的大量谐波成分通过传输线和空间电磁场向外传播,从而造成了不可忽视的传导和辐射干扰问题。随着通讯及控制技术的发展,各种高频数字电路对开关电源电磁兼容性(EMC)的要求更加严格,如何减小电磁干扰(EMI)成为开关电源设计中的一个难点。与常用的抗干扰技术相比,频率抖动技术(Frequency Jitter)是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI问题的新方法。频率抖动技术是一种通过改善控制技术来优化性能的新方法,该方法首先在高频数字电路中开始使用,现在已被集成开关电源芯片所采用而大量应用于小功率开关电源产品中,从而为抑制开关电源的电磁干扰提供了一种新的思路。频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变,而是周期性地变化来减小电磁干扰的一种方法。以下以TOPGX功率集成芯片为例,结合电磁干扰的产生机理和测量方法来说明频率抖动技术的工作原理及作用。从字面上来理解也就是开关频率在一定范围内进行波动,也就是说是在一定范围内的变频,在工程上,将这种能够有效降低开关电源EMI的技术称之为抖频又称之为展频。这个技术是用来做什么的呢?简单来说,就是为了降低电源电路的电磁干扰,以提高开关电源的工作可靠性。常使用降低EMI的方式有:(1)从硬件方向:滤波,减小寄生参数等。(2)从软件的方向:调制策略,软件滤波等。具体来说:一般在EMI测试结果中可以发现,开关电源在开关时刻通常容易超过EMI限值,而在其它频率点上却往往具有较大的裕量。因此人们又从另一角度开发新的 EMI技术:如何通过各种方式降低开关时刻的EMI发射能量,将对应的能量移到具有 EMI 发射裕量的那些频段上去(称为“频谱搬移”)。与传统的抑制电磁干扰的措施较难消除。从下图频谱图可以看出,通过谐波分析可以得到,谐波集中在开关频率及其倍频处,在开关频率及其倍频处(conventional clock)频谱中谐波幅值已经超过一般限制(regulatory limit),无法达到生产以及使用标准,抖频技术就是使开关频率在固定频率的附近波动(conventional clock),从而将固定频率(conventional clock)谐波的幅值拉低,扩展到波动范围的频谱中,从而让谐波噪声满足一般标准(改变频率不改变能量,能量从一个个离散的频率点分布到了一个连续的区间,从而拉低了固定单点频率(conventional clock)的幅值)。下图是开关电源常使用的频率线性变化范围,为固定频率2.2MHz的+/-10%,这个范围也是抖频中常使用的范围。用CST来看下抖频技术为什么可以降低EMI,使用本人写的脚本生成抖频信号如果有对这个脚本感兴趣的可以私信我我们对比下抖频信号和固定方波信号驱动MOSFET的Vds信号频谱,简单的进行傅里叶变换。送色是抖频信号,绿色是PWM信号。总结一般来说,采用抖频技术时,由于将离散的频谱分布在一定的频带内,从而使得频谱在一些频段内趋于连续,所以EMI测试曲线在高频段幅值低并且变得光滑,从而辐射即使要求6dB的工程裕量也很容易通过,从上面 EMI传导辐射测试曲线比较中可以明显看出,采用抖频技术减小 EMI的效果很明显。来源:CST电磁兼容性仿真

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈