CST共模电感仿真实例(5)-饱和与阻抗

CST共模电感仿真系列伴着2023的春风而来，从草长莺飞到万紫千红，为大家带来了详细的共模电感仿真方法。相信在这美好的春光里，每一个温暖的微笑都不会被辜负，每一朵平凡的小花都是自己的春天。

在前面几期中，与大家分享了电感的低频饱和的仿真方法，也分享了电感的高频阻抗仿真方法。本期将分享Ms solver与F solver 耦合仿真，即在F solver仿真开始之前，对铁氧体材料进行Ms solver非线性仿真，得到不同工作电流下的磁场分布。从而能够仿真出不同的偏置电流引起的共模电感差共模感量及阻抗的变化情况。

基于Biased ferrite-EM coupling的仿真流程

Step1：本案例采用仿真实例128：CST共模电感仿真之低频饱和篇——桃花依旧笑春风 中的仿真工程，并在此基础上创建Ms-F耦合的仿真流程。在创建耦合流程之前，将Coil激励的幅度设置为参数，如dc_current，同时提前设置好磁芯的非线性材料属性。

Step2：选择点击Simulation Project-- Biased ferrite-EM coupling创建仿真流程，按照CST界面的指引就可以创建好两个子工程，一个M-Static子工程，一个EM子工程。如下图所示，在母工程的schematic界面下的Task文件夹中会出现一个Coupled M Static-EM1的task及其两个子工程M-Static1和EM1。

Step3：M-Static子工程的设置与母工程保持一致，具体设置参考仿真实例128：CST共模电感仿真之低频饱和篇——桃花依旧笑春风 。dc_current为Coil激励的幅值。如下图所示：

Step4：EM子工程的设置参考仿真实例129：CST共模电感仿真之高频阻抗篇——长恨春归无觅处。修改磁芯材料，如下图所示。EM子工程中的具体细节设置，请参考CST 2023 component libraries中的案例。

Step5：在母工程中运行Coupled M Static-EM1 (Update)

Step6：完成Coupled M Static-EM1仿真后，可以Update EM1子工程中的schematic中的S-para task，即可得到共模电感差共模阻抗的结果。

Step7：如果需要计算感量，可以EM1子工程中的schematic中添加post-processing task。如下图所示：

【仿真结果】

1. 电流为10A/50A/100A三种情况下，相对磁导率分布图 (Rel. Permeability density)。

2. 电流为10A/50A/100A三种情况下，差共模阻抗仿真结果。从下面结果可以清晰地看到，当工作电流过大时，共模电感的共模阻抗会明显下降。相反地，共模电感的差模分量与磁芯饱和基本不相关。

3. 电流为10A/50A/100A三种情况下，差共模感量仿真结果。从下面结果可以看到，当工作电流过大时，共模电感的共模感量会明显下降，而差模分量基本不受影响。

以上和大家分享了不同偏置电流条件下，共模电感阻抗的仿真。该仿真细节较多，在这里可能没有一一呈现，建议感兴趣的朋友参考CST 2023 component libraries中的案例。