OPPO手机电源适配器EMC仿真案例
作者 | Zhou Ming
随着手机性能的不断提升，人们对手机快充的需求也与日俱增。OPPO是国内最早搭载快速充电技术的手机品牌之一，从“充电五分钟通话两小时”到十分钟内完全充满一台手机，OPPO 一步一个脚印地在快充的发展路上获得傲人成果。随着电源功率的不断增加，产品的EMC问题日益严峻，EMC工程师需要花费大量的时间做和定位和整改。借助达索SIMULIA CST在EMC领域的优势，OPPO提升了电源EMC前端设计能力，仿真结果准确度高，实现了电源EMC设计能力的突破。
产品硬件介绍
反激式开关电源具有电路简单、体积小、成本低、驱动简单等特点，因此在手机、家电等领域获得广泛的应用。下图是一个反激电源的硬件电路图。
注：该图片来自互联网。
CST微波工作室可以根据真实的测试场景，构建完整的3D模型，包括测试环境、PCB、变压器、共模电感、差模电感、cable、LISN等。
CE 3D测试场景建模
主要的3D功率器件模型
变压器3D模型
差模电感阻抗曲线 仿真vs 测试
共模电感阻抗曲线 仿真vs 测试
CST系统级场路协同建模
在确保关键器件模型准确的前提下，我们进入到系统级场路协同仿真。CST的场路协同仿真是实现EMC仿真的最大优势之一。
仿真测试结果比对
仿真完成后我们将仿真和测试结果进行对比。首先是MOS管的Vds和Vgs波形，一致性非常好。
Vds波形 测试（左）vs仿真（右）
Vgs波形 测试（左）vs仿真（右）
接下来我们看CE和RE的结果。不论是150K-30M频段的CE仿测结果对比，还是30-300M频段的RE仿测对比，可以看出仿真的精度非常好。
CE测试结果
CE仿真结果
RE测试结果
RE仿真结果
【仿真后记】
电源类产品的EMC仿真的难度非常高，主要原因是复杂器件多、建模难度大、耦合路径多，同时对软件的计算精度和工程师的建模能力有很高的要求。这次手机电源的CE、RE仿真，可以说是CST的牛刀小试，我在仿真过程中也遇到了不少困难，但最终依托CST强大的功能，以及达索CST电磁团队的同事的支持，都一一克服。从开始建模到最终拿到结果，总共花费两周时间。如果需要更准确的结果，模型还有进一步优化的空间。
