Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化

共模電感和差模電感在PCB板中應用很多,但是如何在Maxwell中繪制和簡化處理呢

Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化的圖1

Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化

在 PCB 板的設計與應用中,共模電感和差模電感扮演著至關重要的角色。然而,在 Maxwell 軟件里對它們進行繪制與處理時,不少工程師都在尋求高效的方法。以差模電感為例,查看如何在 Maxwell 中進行繪制以及簡化處理。

一、差模電感的常規建模流程

在 Maxwell 中建立差模電感模型,有著一套嚴謹的邏輯順序。

1. 繪制基礎方框:首先,在 XZ 平面上繪制一個方框,尺寸根據電感的線圈尺寸來定,隨后去除側面的線條。

2. 陣列方框形成匝數:依據電感所需的匝數,將處理好的方框沿圓周方向進行陣列,從而得到所需的方框數量。

Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化的圖2

3. 連接方框構建導線:接下來,繪制線條將前后兩個方框的上端點和下端點連接起來,如圖所示。完成這一步后,再次進行陣列操作,如此便能得到串聯在一起的導線。這一步是構建電感導線結構的關鍵步驟。

Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化的圖3

4. 生成電感實體:在導線的某個截面繪制一個圓,然后通過掃掠操作,讓這個圓沿著導線的路徑進行運動,最終生成一個完整的電感模型。至此,一個差模電感的常規模型便建立完成。

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5. 計算電感

進行常規的靜態計算或者eddy current計算得到電感376uH

Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化的圖6

二、尋求簡化之道

     常規建模過程雖然嚴謹,但相對繁瑣。那么,有沒有簡化的方法呢?經過一系列的計算對比,答案是肯定的。

     常規建立模型時,斜線和引導線的繪制較為麻煩,而簡化模型正是針對這一痛點進行優化。簡化的方法就是直接采用矩形框進行陣列,效果如下圖所示。

Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化的圖7Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化的圖8

       從得到的電感37uH可以看出,簡化模型與常規模型的結果幾乎一致。

       這意味著,通過這種簡化方式,既能大大減少建模的工作量,簡化計算過程,又能保證結果的相似性,為工程師們節省了大量的時間和精力。

Maxwell 中共模電感建模技巧:從復雜到簡化的圖9

        在實際的 PCB 板設計工作中,時間就是效率。這種在 Maxwell 中對差模電感的簡化建模方法,能夠顯著提高效率。如果您在實踐過程中有任何新的發現或疑問,歡迎在評論區留言分享,咱們一起交流進步!

         當然,這只是一個簡單案例,從本質上來說是電感就是線圈中存儲能量的能力,和匝數相關,因此只要匝數相同,不必關注匝數的方向問題,所以模型越簡化,計算與設置越簡單,結果能夠反應真實情況就好。理論是很重要的。

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