OPPO手機電源適配器EMC仿真案例
作者 | Zhou Ming
隨著手機性能的不斷提升，人們對手機快充的需求也與日俱增。OPPO是國內(nèi)最早搭載快速充電技術(shù)的手機品牌之一，從“充電五分鐘通話兩小時”到十分鐘內(nèi)完全充滿一臺手機，OPPO 一步一個腳印地在快充的發(fā)展路上獲得傲人成果。隨著電源功率的不斷增加，產(chǎn)品的EMC問題日益嚴(yán)峻，EMC工程師需要花費大量的時間做和定位和整改。借助達(dá)索SIMULIA CST在EMC領(lǐng)域的優(yōu)勢，OPPO提升了電源EMC前端設(shè)計能力，仿真結(jié)果準(zhǔn)確度高，實現(xiàn)了電源EMC設(shè)計能力的突破。
產(chǎn)品硬件介紹
反激式開關(guān)電源具有電路簡單、體積小、成本低、驅(qū)動簡單等特點，因此在手機、家電等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。下圖是一個反激電源的硬件電路圖。
注：該圖片來自互聯(lián)網(wǎng)。
CST微波工作室可以根據(jù)真實的測試場景，構(gòu)建完整的3D模型，包括測試環(huán)境、PCB、變壓器、共模電感、差模電感、cable、LISN等。
CE 3D測試場景建模
主要的3D功率器件模型
變壓器3D模型
差模電感阻抗曲線 仿真vs 測試
共模電感阻抗曲線 仿真vs 測試
CST系統(tǒng)級場路協(xié)同建模
在確保關(guān)鍵器件模型準(zhǔn)確的前提下，我們進(jìn)入到系統(tǒng)級場路協(xié)同仿真。CST的場路協(xié)同仿真是實現(xiàn)EMC仿真的最大優(yōu)勢之一。
仿真測試結(jié)果比對
仿真完成后我們將仿真和測試結(jié)果進(jìn)行對比。首先是MOS管的Vds和Vgs波形，一致性非常好。
Vds波形 測試（左）vs仿真（右）
Vgs波形 測試（左）vs仿真（右）
接下來我們看CE和RE的結(jié)果。不論是150K-30M頻段的CE仿測結(jié)果對比，還是30-300M頻段的RE仿測對比，可以看出仿真的精度非常好。
CE測試結(jié)果
CE仿真結(jié)果
RE測試結(jié)果
RE仿真結(jié)果
【仿真后記】
電源類產(chǎn)品的EMC仿真的難度非常高，主要原因是復(fù)雜器件多、建模難度大、耦合路徑多，同時對軟件的計算精度和工程師的建模能力有很高的要求。這次手機電源的CE、RE仿真，可以說是CST的牛刀小試，我在仿真過程中也遇到了不少困難，但最終依托CST強大的功能，以及達(dá)索CST電磁團(tuán)隊的同事的支持，都一一克服。從開始建模到最終拿到結(jié)果，總共花費兩周時間。如果需要更準(zhǔn)確的結(jié)果，模型還有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。
