摘要
本文介绍了一个用于生成抖频信号的脚本,旨在帮助电磁兼容性仿真中的开关电源设计减少EMI干扰。该脚本能够生成抖频和随机开关信号,通过CST案例展示了其应用效果,与实测信号高度一致,验证了其有效性。作者建议,在进行开关电源仿真时,优先使用实测驱动信号,无法获得时可使用该脚本生成的近似信号作为替代。
正文
今天小编展示下最近刚写的抖频信号生成的脚本,之前文章《为什么抖频技术可以降低EMI呢?》提到了抖频技术。在我们正常的电磁兼容性仿真工作中不可避免的会遇到各种开关电源的设计,当然也有不少buck,boost电路。这些开关信号是产生EMI干扰源的主要原因。而驱动这些电路的芯片大部分都使用了抖频技术。
对于抖频技术小编为什么要花大量的时间和精力去做这件事?我认为是这几个原因导致的:
(1)无法通过示波器测试得到驱动信号。由于电源芯片的高度集成,无法用示波器测到驱动信号。
(2)由于示波器测得数据信号太大,采样率设置的不对,导致采集出来的信号失真,也有可能导入容易出现错误。
(3)仿真工程师无法从硬件部门要到驱动信号的数据,或者甲方爸爸无法从乙方获得准确的驱动信号数据。
(4)仿真工程师跟小编一样很懒,就是不想测也不想麻烦别人测。
好啦,言归正传。
先来看我这个脚本。可以实现抖频开关信号和随机开关信号两种驱动信号。这个脚本我考虑了很多的细节,以后会详细的去讲。
俗话说的好:是骡子是马,拉出来溜溜。小编今天就以CST的Component library里面的DCDC的案例来展示下。本案例使用的驱动信号是125kHz的方波信号。
本案例的目的:
(1)将实测的驱动信号和CST脚本生成的信号进行时域和频域对比。
(2)用实测和脚本信号分别去驱动buck电路对比看看电源输出和lisn上的频谱。
3D建模如图
DS建模如图:
如图,橙色是实测驱动信号,蓝色是CST脚本生成信号。
小伙伴们可以思考一下,信号的哪些参数需要被考虑到和实测信号一致,可以留言给我。
它们的频谱如下图:紫色是实测信号,橙色是脚本信号。
把这两个信号分别导入到电路激励端口去仿真。
先来看一下输出电压的时域波形,趋于稳态时,电压基本一致。
再来看一下lisn上的电压频谱,绿色是实测信号频谱,红色是脚本信号频谱,基波和高次谐波的峰值包括抖频的峰值都很接近,高频斜率也一致。脚本生成的信号频谱包络波动更大些。
总结一下:
在做开关电源仿真的时候,最好能用示波器测到实际的驱动信号进行仿真。实在拿不到信号的数据,可以用抖频技术的代码去山寨一个驱动信号,也能以假乱真。