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cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅-博天堂登陆

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2023-11-21 | 645 次浏览 | 分享到:

作者 | wang jieyu

电源端口滤波电路设计想必是emc滤波设计中最关键的环节,没有之一。在很多emc设计的书中可能都会包含类似这样一句话:共模电感下方gnd平面要挖空……。同样,这一条布线规则也是笔者在很多年前学习emc设计时的第一条规则。无奈时间太瘦,指缝太宽,若干年过去了,方才想到通过cst仿真来验证这个规则。虽然是个很简单的仿真,但一番操作下来,方知纸上得来终觉浅。

下面我们通过cst 3d仿真,验证共模电感正下方的gnd对电源端口共模滤波的影响。

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仿真模型

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这是个老生常谈的问题,共模电感正下方的gnd平面会因为近场耦合导致共模电感的滤波效果大打折扣。下图为共模滤波电路gnd布线示意图。

cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅 

cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅 

共模滤波电路3d模型如下图所示。为了验证共模电感和gnd平面的耦合,这个仿真里的共模电感模型采用了真正的3d模型,共模电容采用ts模型。

cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅 

cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅 

仿真及结果分析

下面通过三个简单的对比仿真来验证该问题:

仿真一——共模阻抗仿真:验证gnd平面对共模阻抗的影响,电路模型如下图所示。

cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅 

结果分析:该仿真去掉了滤波电路中的共模电容,旨在验证gnd平面对共模阻抗的影响。通过对比可知,gnd平面对ce高频段的共模阻抗影响较大。

cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅 

仿真二——滤波电路共模插损仿真:验证有共模电容的情况下,地平面对滤波电路插损的影响,电路模型如下图所示。

 

结果分析:共模电感正下方的gnd平面对ce高频段的滤波插损影响较大。

cst电源滤波电路仿真(一)——纸上得来终觉浅 

仿真三----共模传导噪声对比仿真:采用等效共模噪声源作为激励源,验证地平面对传导噪声的影响,电路模型如下图所示。

 

结果分析:如果前面两个仿真的对比结果不是很直观,那么下图能够满足emc工程师的所有想象。如下图所示,共模电感正下方gnd会减弱ce高频段的滤波效果。

 

 

(内容、图片来源:cst仿真专家之路公众号,侵删)

 

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