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CST耦合系数k - 电感L方法,阻抗Z方法,电路UI方法

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2023-10-16 | 1174 次浏览 | 分享到:

本期我们看两个RFID线圈之间的耦合分析。使用RFID模板,推荐F求解器:

 

CST耦合系数k - 电感L方法,阻抗Z方法,电路UI方法 

                           

导入CAD,或者自己画线圈,设置底板材料FR4:

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线圈金属copper:

 

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端口为边到边的离散端口:

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该线圈尺寸15mm * 10mm:

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WCS贴在中心:

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上移Z/2的距离,Z可设初始值15:

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将线圈镜面对称

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端口也要对称过去,换名为2:

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背景距离20:

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查看网格:

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开启Z和Y参数计算:

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进入F求解器,可关掉自适应网格:

 

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开始仿真。结束后进入后处理:

 

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方法1, 通过电感公式:K=M12/sqrt(L11*L22)

 

Z参数模板提取L11:

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同理也要提取L21,L12,L22

 

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再用mix template计算耦合系数K:

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提取13.56MHz的K:

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Evaluate后处理:

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方法2,通过阻抗公式:K=Z12/sqrt(Z11*Z22)

 

耦合系数K也可以通过Z参数定义:

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对比相同:

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下面我们进行参数扫描:

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这样就能得到各种结果与两个线圈间距的关系:

 

 

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以上这些都在三维界面中完成,不涉及匹配电路。下面我们介绍第三个方法,如何在电路中用AC任务获得耦合系数K。

 

方法3,通过电压电流公式:L =U/(ω*I),K= L12/sqrt(L11*L22)

 

前往电路界面,用克隆模块克隆两个原始的三维模块:

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连上端口1,2,3,4,添加AC任务:

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再添加一个参数扫描任务,将AC任务拖拽进扫描任务。

 

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AC任务定义端口1和4为大阻抗,端口2和3为1V激励。

 

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参数扫描和三维参数一样:

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获得AC结果之后,AC任务中添加后处理任务:

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然后我们提取L11和L22:

 

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再提取互感和耦合系数K:

 

 

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CST耦合系数k - 电感L方法,阻抗Z方法,电路UI方法 

这样就获得了不同参数下的K:

 

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也可提取13.56MHz的K曲线,比较三个方法:

CST耦合系数k - 电感L方法,阻抗Z方法,电路UI方法 

 

 

 

CST耦合系数k - 电感L方法,阻抗Z方法,电路UI方法 

 

小结:

 

1)三维仿真是计算S参数,顺便可以提取Z参数;Z参数可直接用于提取耦合系数K,或先用于提取电感L,然后电感和互感再提取耦合系数K。

2)有电路的耦合系数K可用AC任务提取。这种方法时候加入匹配电路之后,适用情况更广。

 

(内容、图片来源:CST仿真专家之路公众号,侵删)

 

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