作者 | zhou ming
在前期仿真案例cst 防雷电路（一）——风卷江湖雨暗村中，我们给小伙伴们介绍了符合iec 61000-4-5标准的组合波浪涌发生器模型。在本案例中，我们重点分析的对象是线缆之间的浪涌干扰，这种干扰通常是以场的形式传播，因此在创建3d模型时，线缆的类型、长度、距离等因素都是非常重要的，要符合浪涌测试标准及实测场景的布置要求。
共模浪涌仿真的3d 建模
cst提供了两种仿真方法：方法一，在cable studio中创建cable模型，利用t-solver计算s参数，然后在电路中添加浪涌激励信号；方法二，利用create 3d cable功能，把cable模型转换成实体，在mws中利用f-solver计算s参数，然后在电路中添加浪涌激励信号。具体做法如下：
cst cable studio 电路模型。如下图所示， dc屏蔽线 和低压非屏蔽信号线全部用cable studio创建，浪涌信号从dc屏蔽线的芯线注入，监控非屏蔽信号线上耦合的电压和电流波形。
full 3d 电路模型。如下图所示，dc屏蔽线 和低压非屏蔽信号线全部转成3d模型，浪涌信号从dc屏蔽线的芯线注入，监控非屏蔽信号线上耦合的电压和电流波形。
网格及求解器设置
针对方法一，采用cable studio创建线缆的模型，要特别关注2d（tl）网格及t求解器设置。以下是一些关键设置点： “search distance for coupling of different cable bundles”的值必须大于cable bundle之间的距离，mesh type选择standard。
点击show mesh对网格进行检查，确保两个cable bundle出现在同一个截面上。
点击时域fit求解器，为了确保仿真精度，energy要设置-50db以下，点击acceleration设置gpu加速可以极大提升仿真效率。
针对方法二，由于线缆采用实体建模，因此3d用频域f求解器，网格及求解器设置如下。
共模浪涌仿真的电路模型
在创建电路模型之前，我们需要仔细解读iec61000-4-5标准上对测试的要求。浪涌信号通过cdn网络注入eut设备，差模（line to line）和共模（line to ground）有不同的耦合阻抗（coupling impedance）。
本案例中，我们搭建的共模浪涌电路模型如下所示。接下来介绍两种方法在电路设置中的关键点。
针对方法一，simulation model选择standard model，这种模式适合纯cable之间的仿真，周围金属是理想的参考。
针对方法二，full 3d仿真适合更复杂的耦合场景，精度要更高，但是对于过于复杂的cable可能会导致网格数量较大。vector fitting默认选择built-in，如果线缆过于复杂建议选择idem。本案例中我们选择built-in。
接下来进入trans task设置，仿真时间建议大于200us，点击update开始运行。
共模浪涌仿真结果
我们首先对比下dc屏蔽线p1位置的浪涌电压和电流信号，可以看出两种方法一致性非常好。
再看看被干扰信号线p3上耦合的电压和电流信号，同样获得了很好的一致性。
（内容、图片来源：cst仿真专家之路公众号，侵删）
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