ANSYS开关电源设计及其EMIEMC分析资料下载.pdf

1、无缝集成无缝集成统的分析和优化平台统的分析和优化平台?无缝集成无缝集成，统统一一的分析和优化平台的分析和优化平台2012ANSYS,Inc.May22,20134目录目录ANSYS开关电源集成化设计解决方案ANSYS开关电源集成化设计解决方案磁性元器件设计与建模磁性元器件设计与建模磁性元器件设计与建模磁性元器件设计与建模电源系统稳态电源系统稳态、动态电气动态电气性能性能电源系统稳态电源系统稳态动态电气动态电气性能性能开关电源EMI/EMC分析开关电源EMI/EMC分析2012ANSYS,Inc.May22,20135电感、变压器的精确设计问题电感、变压器的精确设计问题2012ANSYS,Inc

2、.May22,20136专业的标准磁性元件分析工具：专业的标准磁性元件分析工具：PExprtp?集成世界知名厂家库?磁路法快速设计和方案优选磁路法快速设计和方案优选?有限元精确设计?自动生成等效电路模型2012ANSYS,Inc.May22,20137PExprt:快速设计快速设计p2012ANSYS,Inc.May22,20138PExprt:集成世界知名厂家库集成世界知名厂家库p2012ANSYS,Inc.May22,20139PExprt:方案优选方案优选p2012ANSYS,Inc.May22,201310PExprt:有限元精确设计有限元精确设计p丰富的场量仿真结果丰富的场量仿真结果

3、和便捷电磁性能分析（磁力线、磁密幅值和矢量考虑集肤效和矢量、考虑集肤效应和邻近效应的电密分布等）2012ANSYS,Inc.May22,201311系统仿真模型集成系统仿真模型集成2012ANSYS,Inc.May22,201312电磁元件精确分析电磁元件精确分析CInsulation（green）CoregapInsulation（green）g p2012ANSYS,Inc.May22,201313Bobbin电磁元器件精确分析电磁元器件精确分析随频率变化的R L C参数随频率变化的R,L,C参数考虑肌肤效应和邻近效应2012ANSYS,Inc.May22,201314专业的电磁场分析工具

4、：专业的电磁场分析工具：Maxwell非标磁性元器件：平板变压器非标磁性元器件平板变压器 Ferrite PQ CoreFerrite PQ Core Primary turns=4Primary turns=4 Secondary turns=2Secondary turns=2 Insulation layers between conductorsInsulation layers between conductorsFdt l F100kHFdt l F100kH F Funund damenament ta al l F Frequency=requency=100kH100kHz

5、z2012ANSYS,Inc.May22,201315铁氧体材料属性铁氧体材料属性随频率变化的磁导率实部和磁导率虚部利用Sil的 h功能提取dh数据利用Simplorer的sheetscan功能提取datasheet数据2012ANSYS,Inc.May22,201316SheetscanDatasheet铁氧体材料属性铁氧体材料属性Datasets used to define properties vs.frequency:Datasets used to define properties vs.frequency:Relative Permeability=pwl（$perm Freq

6、）Relative Permeability=pwl（$perm,Freq）Magnetic Loss tangent=pwl（$losstan,Freq）Relative permitivity=12Relative permitivity=12ConductivityConductivity0 5（S/m0 5（S/m）ConductivityConductivity=0 0.5 5 （S/m（S/m）2012ANSYS,Inc.May22,201317考虑温度特性的电导率材料属性考虑温度特性的电导率材料属性）22（*0039.01（1+=Temp2012ANSYS,Inc.May22,2

7、01318考虑温度特性的磁导率材料属性考虑温度特性的磁导率材料属性2012ANSYS,Inc.May22,201319仿真结果仿真结果仿真结果仿真结果800 00Maxwell3Ddesign1ResistanceANSOFT700.00800.00Curve InfoMatrix1.R（pri_in,pri_in）Setup1:LastAdaptive（）500.00600.00Matrix1.R（sec_in,sec_in）Setup1:LastAdaptive300.00400.00Y1 ohm100 00200.000.010.101.0010.00Freq MHz 0.00100.0

8、02012ANSYS,Inc.May22,201320q 仿真结果仿真结果45 00Maxwell3Ddesign1InductanceANSOFT40.0045.0030.0035.00Curve InfoMatrix1.L（pri_in,pri_in）Setup1:LastAdaptive20.0025.00Y1 uHMatrix1.L（sec_in,sec_in）Setup1:LastAdaptive10.0015.000.010.101.0010.00Freq MHz5.0010.002012ANSYS,Inc.May22,201321Workbench耦合耦合Workbench耦合耦

9、合Imported Loss Density on core and windings at Imported Loss Density on core and windings at 100kHz 100kHz Matches Maxwell 3D loss densityMatches Maxwell 3D loss density1Freq kHz100.000000pri losstotal lossesANSOFTMatchesMatches MaxwellMaxwell 3D3D lossloss densitydensitypri_lossSetup1:LastAdaptiveP

10、hase=0deg6.657984sec_lossSetup1:LastAdaptivePhase=0deg6.712708ltcore_loss_topSetup1:LastAdaptivePhase=0deg0.701290core_loss_botSetup1:LastAdaptivePhase=0deg0.7021122012ANSYS,Inc.May22,201322温升计算温升计算2012ANSYS,Inc.May22,201323扫频扫频Maxwell 3D FreMaxwell 3D Freq quencuency y Swee Sweep pqypqyp2012ANSYS,I

11、nc.May22,201324系统仿真系统仿真系统仿真系统仿真2012ANSYS,Inc.May22,201325目录目录ANSYS开关电源集成化设计解决方案ANSYS开关电源集成化设计解决方案磁性元器件设计与建模磁性元器件设计与建模磁性元器件设计与建模磁性元器件设计与建模电源系统稳态电源系统稳态、动态电气动态电气性能性能电源系统稳态电源系统稳态动态电气动态电气性能性能开关电源EMI/EMC分析开关电源EMI/EMC分析2012ANSYS,Inc.May22,201326主电路拓扑结构和控制电路主电路拓扑结构和控制电路（Simplorer）（p）2012ANSYS,Inc.May22,2013

12、27主电路拓扑结构和控制电路主电路拓扑结构和控制电路（Simplorer）（p）负载负载Output Voltage2012ANSYS,Inc.May22,201328Customers products:Flyback Simulation Circuit（10W）共模、差模等滤波电感及电路设计共模、差模等滤波电感及电路设计Common mode interference test2012ANSYS,Inc.May22,201329Normal mode interference test目录目录ANSYS开关电源集成化设计解决方案ANSYS开关电源集成化设计解决方案磁性元器件设计与建模磁性

13、元器件设计与建模磁性元器件设计与建模磁性元器件设计与建模电源系统稳态电源系统稳态、动态电气动态电气性能性能电源系统稳态电源系统稳态动态电气动态电气性能性能开关电源EMI/EMC分析开关电源EMI/EMC分析2012ANSYS,Inc.May22,201330 125 MHz sampling 10 ms recorded VDC=200V nominallynominally（up to 600V）50%（DC fan）50%（DC fan）load nominallyDC Power SLISNSMPS2012ANSYS,Inc.May22,201331SupplyFlybackSMPSyLISNLineLISNLine LISN Line impedance stabization network LISN Line impedance stabization network2012ANSYS,Inc.May22,201332 Used for testing Used for testing传导干扰分析过程传导干扰分析过程?无源器件建模无源器件建模?无源器件