電源埠濾波電路設計想必是EMC濾波設計中最關鍵的環節，沒有之一。在許多EMC設計的書中可能都會包含類似這樣一句話：共模電感下方GND平面要挖空…。同樣，這條佈線規則也是筆者在很多年前學習EMC設計時的第一條規則。無奈時間太瘦，指縫太寬，若干年過去了，方才想到透過CST模擬來驗證這個規則。雖然是個很簡單的模擬，但一番操作下來，方知紙上得來終覺淺。
下面我們透過CST 3D模擬，驗證共模電感正下方的GND對電源連接埠共模濾波的影響。
- 模擬模型
這是老生常談的問題，共模電感正下方的GND平面會因為近場耦合導致共模電感的濾波效果大打折扣。下圖為共模濾波電路GND佈線示意圖。
共模濾波電路3D模型如下圖所示。為了驗證共模電感和GND平面的耦合，這個模擬裡的共模電感模型採用了真正的3D模型，共模電容採用TS模型。
- 模擬及結果分析
以下透過三個簡單的對比模擬來驗證這個問題：
模擬一－共模阻抗模擬：驗證GND平面對共模阻抗的影響，電路模型如下圖所示。共模電感阻抗模擬方法參考：FAQ111：如何利用CST模擬共模電感的差、共模阻抗
結果分析：此模擬去除了濾波電路中的共模電容，旨在驗證GND平面對共模阻抗的影響。透過對比可知，GND平面對CE高頻段的共模阻抗影響較大。
模擬二－濾波電路共模插損模擬：驗證有共模電容的情況下，地平面對濾波電路插損的影響，電路模型如下圖所示。
結果分析：如果前面兩個模擬的比較結果不是很直觀，那麼下圖就能夠滿足EMC工程師的所有想像。如下圖所示，共模電感正下方GND會減弱CE高頻段的濾波效果。
原文轉載來自: Wang Jieyu – CST电源滤波电路仿真（一）——纸上得来终觉浅
看更多其他文章：
CST電動車EMC模擬（五）——解鎖GB/T18387車輛整體RE模擬的密碼（上）
車輛座椅的熱行為：使用模擬來提高熱舒適度
考慮ESD保護二極體元件的差動傳輸線阻抗模擬
