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PROFESSIONAL RESEARCH PCB板EMC问题的PEEC仿真分析 Simulation for EMC Problem of PCB with PEEC Method 1 2 国网南京自动化研究院 东南大学电气工程系 1 ,2 1 1 2 李富同 梁志成 傅静波 余海涛 摘要 目前EMC问题的仿真技术发展迅速，各种方法有着不同的适用性，应根据仿真对象来选择不同的方 法。介绍了PEEC的仿真方法，应用PEEC法对PCB板的EMC问题进行了仿真，并与测试结果进行了比较。比 较结果表明，仿真结果与测试结果具有一致性。 关键词 电磁兼容；局部元等效电路法 ；仿真；PCB Abstract Keywords EMC；PEEC；simulation；PCB 1 概述 流方向的单位矢量。 目前平面电路的EMC问题通常采用矩量法（MOM）、 有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）、传输线矩阵 法等，矩量法是基于Maxwell方程式中的积分方程，考虑 其中， 为网格体i和m的中心间距，如果 ， 了源和场的相互作用，计算精度较高，但用矩量法求场源 则 ；否则 。 电流分布时，必须同时涉及场的问题，计算量较大；有限 元法、时域有限差分法是基于Maxwell方程中的偏微分 根据电荷守恒定律： ，得到Kirchoff电流 方程，广泛应用于各种电磁计算中，在分析辐射场时需要 表达式 。此公式没有考虑外接电源和电路元 大量的网格，因此计算量也很大。局部元等效电路法 （PEEC）则可以在保证精度的前提下提高计算效率，对辐 件，将电源和电路元件加入系统之后，整个系统的状态方 射相对较小的系统，可以将场源电流分布的求解和辐射 程为： 场的求解分离出来，这样在保证一定精度的前提下，可以 大大地提高计算效率。以下介绍如何利用PEEC法对PCB 板的EMC问题进行分析和研究。 式中，[E]为支路节点的关联距阵，[F]为单位矩阵；[G]为 2 PEEC方法介绍 外部电阻导纳矩阵；[C]为外部电容矩阵；[B]为外部电流 由时域中Maxwell方程式可以推导出网格化后各小 源连接矩阵。为了加快状态方程中部分电感L和电位系数 体积的部分电阻R，部分电感L和电位系数P，如果满足网 P的提取过程，积分过程可采用解析表达式近似计算。利 格体最大长度小于 /20，他们的计算公式为： 用上述状态方程可以在时域，也可以在频域确定系统中 min 各个节点的电压及各个支路的电流。 场源电流分布确定之后，利用基本的辐射计算和场 其中，l为电流方向上网格体积的长度，a为横戴面的法 的叠加原理就可以求得空间任意一点的辐射场。 线， 为传导率 。