CST中,IDEM在电源EMC仿真中的应用
作者 | Zhou Ming
在正式介绍IDEM应用之前,我先给大家讲一个客户最近遇到的问题。客户正在做电源CE仿真,PCB上的关键的磁性器件如变压器、电感等都采用全3D建模,这对软件的求解能力和精度提出了很高的要求。
客户在仿真时发现:3D计算时使用的F-solver,当仿真频段设置0-50M和0-120M两种情况时,仿真出来的输出电压有很大差异,如下图所示,放大之后可以明显看出电源输出out的电压直流和交流分量都不一致。
为什么会产生这么大的差异呢?我们首先要了解CST的场路协同仿真是如何工作的。以电源模块CE仿真为例,CST Design Studio的标准场路联合仿真流程,需要首先进行3D计算出S参数,在电路中使用s参数来描述3D模块。在3D计算过程中,很多常见的因素(例如网格设置、边界设置、求解器精度设置、端口设置等)都会导致得到的S参数不满足无源性和因果性的要求。关于无源性和因果性,感兴趣的小伙伴可以参考仿真实例006:用IDEMWORK提取宽带宏模型(上),里面有详细的解释。
那么怎样才能确保得到准确的S参数呢?除了3D仿真时采用正确的设置外,还需要用到一个重要的工具——IDEM。IDEM是Simulia CST软件下的一个专业工具,它不仅仅可以把S参数转换成宏电路模型,更重要的是提升S参数的精度,确保结果满足无源性和因果性的要求,从而得到正确的EMC仿真结果。
接下来我将会给大家展示IDEM的处理过程。
2. 点击IDEM右侧的“...”,然后点击OK,软件会自动调用IDEM。
3. IDEM是一个非常强大的工具,正常情况下按照默认的设置就能解决问题,如果仿真结果还不理想,可以参考以下设置。点击model/build,弹出下面的对话框,点击Advanced。
4. 分别对Fitting Options和Passivity Enforcement Option进行调整,强制无源性处理。
5. 点击run之后,我们可以看到所有的数据已经提示“Compensation was successful”。
6. 回到IDEM主界面,点击model/Export/to CST Design Studio,点击yes。到此为止,IDEM处理告一段落。
8. 回到电路工作室,重新运行Trans任务,我们直接看看仿真结果对比吧。可以看到结果一致性很好,放大后可以看到直流偏置有很小的差异,这不会对EMC结果造成影响。