• Description

電磁模擬的目標之一是萃取集總參數，並可用於後續的電路模擬中

COMSOL AC/DC 模組提供 Add-in 模型 - 電路萃取 (Circuit Extractor)，提供便利的電磁模擬結果來轉換成 SPICE 模型

此 Add-in 在 COMSOL 6.0 update 2 版本以上支援

支援物理介面有 Electric Currents (電阻值)、Electrostatics (電容值)，以及 Magnetic Fields Currents Only (電阻值與電感值)

使用此 Add-in 的功能，需搭配 Stationary Source Sweep 或 Frequency Domain Source Sweep 研究步驟

 

步驟 1 – 啟動電路萃取 Add-in

步驟 2 – 執行電路萃取

CASE 1: RL 矩形波響應驗證

輸入矩形波訊號

  • 自感使產生的電流平滑，因為自感 RL 響應
  • 互感效應將在次級線圈上產生電流

FEM 與 CIR 比較

  • 實線：全 FEM 暫態方法，使用“磁場”物理界面求解
  • 標註點：求解萃取的電路
  • 結果吻合

CASE 2: 電阻網路穩態驗證

  • 利用 ECAD 載入模組載入 PCB 物件幾何
  • 6 pin 電阻混合饋電網絡的萃取電路

CASE 3: PCB 線圈模型的 RLC 頻域萃取

分別計算 RL 與 C

  • 來自不同物理的矩陣
  • 萃取單個 RLC 和從電感到電容的掃描機制

萃取電路的頻率掃描

  • 顯示 LC 共振的阻抗
  • 不同線路的電力傳輸

結論

  • Circuit Extractor Add-in 的使用，提高了萃取參數矩陣的便利性
  • 電磁模擬轉換為集總方法包括與 FEM 有相同的高精準度，但允許更快的模擬電路，並可以預測諧振行為
  • 將 PCB 線圈的頻率響應從靜態範圍掃描到 GHz 範圍幾乎是瞬時的：計算RL矩陣只需 30 秒，計算C矩陣只需 10 秒