Simulação de Emissões Radiadas e Conduzidas de Placas de Circuito Impresso

Abstract

Este trabalho tem como objetivo a utilização de softwares de simulação numérica para determinação de valores de emissão radiada e conduzida de placas de circuito impresso (PCIs). Circuito impressos estão presentes em quase todos os equipamentos eletrônicos, tendo as mais diversas aplicações. Fontes chaveadas, em especial, apresentam uma propensão a causar emissões, e são fonte de grande preocupação durante seu desenvolvimento. Atualmente, para a validação e comercialização de um equipamento eletrônico, adotam-se normas de compatibilidade eletromagnética (CEM), a fim de limitar emissões no ambiente. Neste contexto, a utilização de simulações numéricas para previsão do comportamento de uma PCI se apresenta como uma solução ideal para minimização de retrabalhos devido a problemas de CEM, uma vez que possibilita a avaliação de diferentes cenários com custos reduzidos. O software HFSS, de simulações em alta frequência, utiliza o Método dos Elementos Finitos (MEF) para cálculo de campos eletromagnéticos em diversos tipos de estrutura 3D. Neste trabalho, será apresentado um estudo da utilização dos programas de simulação eletromagnética da ANSYS, HFSS Layout, HFSS Design, Circuit e SIwave, para a análise de emissão radiada e conduzida em uma fonte chaveada do tipo Boost. Os resultados simulados serão comparados com medidas obtidas através de ensaios de emissão realizados de acordo com a norma CISPR 22.

This work aims to obtain simulations of radiated and conducted emission of printed circuit boards (PCBs) through numerical calculation software. Printed circuits are present in almost all electronic equipment, having the most diverse applications. Switched-mode power supplies, in particular, have a propensity to cause emissions that is a major source of concern during their development. Currently, for the validation and commercialization of any equipment, electromagnetic compatibility (EMC) standards are adopted in order to limit emissions in the environment. In this context, the use of numerical simulations to predict the behavior of a PCB is presented as an ideal solution to minimize rework due to EMC problems, since it allows the evaluation of different scenarios with reduced costs. The HFSS software of high frequency simulations uses the Finite Element Method (FEM) to calculate electromagnetic fields in any type of 3D structure. In this work, a study will be presented on the use of the ANSYS electromagnetic simulation programs, HFSS Layout, HFSS Design, Circuit and SIwave, for the analysis of radiated and conducted emissions in a boost converter. The simulated results will be compared with measurements obtained through emission tests performed according to CISPR 22.