案例分享｜富士施乐使用CST Studio Suite应对电磁兼容（EMC）难题
▲案例分享｜富士施乐使用CST Studio Suite应对电磁兼容（EMC）难题
电磁兼容性（EMC）是电子设备的重要指标之一。根据法律规定，产品必须符合相关的EMC标准才能进行销售。一个成功的产品必须在EMC和具有竞争力的设计要求（如尺寸，成本和性能）之间取得平衡，这给工程师带来了极大的挑战。越早发现潜在的EMC问题，其对设计过程的影响就越小。在早期阶段纳入符合EMC标准的设计，可避免后期更为昂贵的开发迭代。使用CST工作室套装（CST Studio Suite），基于最初的CAD模型进行EMC仿真，从而可以在项目研发初期提前发现并解决潜在的EMC问题。
成立于1962年的富士施乐立足自身开发、制造并全球行销世界一流办公多功能设备、打印机和印刷机，提供支持性解决方案与服务。多功能打印机中含有大量电子组件，为确保其通用性，这些组件往往采用模块化装配。因此这些组件可能彼此干扰，造成电磁兼容性（EMC）问题；此外，静电放电（ESD）也会影响单个组件的性能。为了尽早发现潜在的EMC问题，避免开发迭代，富士施乐决定使用CST Studio Suite开展电磁仿真。
面向大型超复杂模型
有效开展EMC与ESD仿真
在打印机的原型开发工作中，富士施乐发现在用户界面（UI）单元存在EMC问题。经过测试发现改变UI单元与框架间的触点数量能改善EMC性能，而耦合路径往往不清楚。为有效仿真这一问题，富士施乐需要能够同时仿真PCB和打印机框架，而二者在尺寸上的差异导致这项工作面临挑战。
CST Studio Suite可将PCB以3D模型的形式导入并集成至由CAD软件导入的金属框架模型。在CST Studio Suite的高性能计算功能（HPC）的支持下，通过多节点分布式计算（DC），以及GPU加速，整个模型仿真可在一个工作日完成。仿真揭示了设备内部的电流情况，从而找到了改变触点提高性能的原因。将仿真得到的EMI频谱与实物测量对比，发现二者吻合度良好（下图）。工程人员随即基于该仿真结果来改进设备的设计，采用了相应的对策，避免后续的产品发生类似问题。
团队还通过仿真模拟LED打印头的ESD静电防护水平。在CST Studio Suite中再现了ESD测试环境，以便分析不同的PCB设计。仿真结果与测量结果吻合良好，工程人员基于仿真结果整改PCB设计，提升了设备对ESD的抗扰能力。
快速仿真，缩短设计流程
通过使用CST Studio Suite仿真来代替部分实物的测量，不仅减少了所需的实体产品数量，同时也节省了项目研发时间及成本。借助仿真，富士施乐工程师团队在产品开模前就能有效预测EMC问题，找出EMC问题背后的机理，从而更加高效地解决EMC难题，使产品达到EMC设计指标。
