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一种车载充电系统开关电源的EMC仿真分析

2012-09-144140李民 邱紫敬 王晓明 许悦电子科技


    2.2 系统连接示意图

    如图3所示,该充电器系统主要由4块电路板组成,其中包括AC-DC电路板,DC-DC电路板,供电电路板和控制板。各电路板间的接口连接示意图如图3所示,交流市电输入AC-DC板,经桥式整流后,由DC+、DC-两个连接端子与DC-DC板上的DC+及DC-端子相连接。DC-DC电路板上主要实现前级的APFC变换以及后级的半桥式变换,实现铅酸电池的无损伤快速充电。BAT+和BAT-分别连接铅酸电池的正极和负极,整个电路系统的供电由供电电路板提供,其中DC-DC电路板通过副边供电输入端P5、原边供电输入端P4与内部供电板相连接,而整个充电过程的控制及显示信号由DC-DC板上的单片机控制信号输入接口P3与控制板进行信号传递。对于一些外挂元件,由P_CTR1控制信号与功率继电器的控制线相连接,S_CTRL与软启动继电器的控制线相连接,FAN与机壳上的交流风扇相连接,P_SW为整个系统功率回路的通断接口,Rtemp则为散热器温度检测传感器的接口。

d.JPG

3 仿真与分析

      采用Hypelynx电路仿真软件,对系统最可能出现EMI问题的DC-DC变换部分进行建模。目前Hyperlynx是应用最为广泛的电路完整性与电磁兼容性仿真软件。具有操作容易、易于掌握的特点。可以在PCB制作之前尽可能地发现并解决隐藏的信号完整性和电磁兼容性问题,最大限度地减小产品设计失败的概率,提高电路系统工作的可靠性,从而缩短开发周期,降低开发成本。HyperLynx的。BoardSim支持信号完整性分析、串扰分析和电磁兼容性分析。本节以充电系统中DC-DC变换部分的PCB设计为例,对其关键网络进行仿真分析,根据前面提出的设计方法,利用Boardsim分析设计中的信号完整性、电磁兼容性和串扰问题,生成串扰强度报告,区分并解决串扰问题。

    3.1 仿真设置
    对设计好的PCB文件,先将其转换成HYP格式的PCB文件,再进行布线后的信号完整性和电磁兼容性仿真。

a.JPG

如图4,图5所示是图3中DC-DC变换电路HYP格式下的PCB文件及其原理图,以此PCB为例,进行电磁兼容性的交互式批处理仿真,并对其中核心网络进行EMI辐射仿真。

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原DC-DC变换电路的PCB板图是利用Protel绘制而成。在进行实际仿真操作时,需要先将其转换成为pcb layout能够识别的格式,再利用layout自带的工具转换成为HYP格式的PCB文件,为下一步的仿真做准备。

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