Simulazione elettromagnetica e circuitale per la Compatibilità Elettromagnetica (EMC)

Il corso fornisce le conoscenze fondamentali per la modellazione e la simulazione dei fenomeni di Compatibilità Elettromagnetica, con particolare attenzione all’integrazione tra metodi di calcolo elettromagnetico e simulazione circuitale.

L’obiettivo è fornire ai partecipanti gli strumenti necessari per impostare correttamente un problema di simulazione EMC, scegliere il metodo numerico e il livello di modellazione più adeguati, interpretare criticamente i risultati e trasferire le informazioni ottenute mediante simulazioni di campo all’interno di modelli circuitali equivalenti.

Saranno presentati i principali metodi numerici per la soluzione delle equazioni di Maxwell, con particolare riferimento al metodo degli elementi finiti e alle formulazioni integrali. Saranno inoltre illustrate le tecniche di estrazione dei parametri parassiti, la rappresentazione mediante parametri di rete, la macromodellazione attraverso Vector Fitting e l’impiego dei modelli ottenuti nelle simulazioni circuitali.

Il corso evidenzierà il ruolo della simulazione nella progettazione EMC, mostrando come problemi complessi possano essere affrontati attraverso la combinazione di modelli elettromagnetici, circuitali e dati misurati. Particolare attenzione sarà dedicata alla scelta del livello di dettaglio, all’accuratezza dei modelli e ai limiti di validità delle diverse tecniche di simulazione.

E' consigliato frequentare prima il corso introduttivo "Direttiva EMC 2014/30/UE – Disturbi elettromagnetici (EMI) e Compatibilità Elettromagnetica (EMC)".

Il corso è rivolto a progettisti, tecnici, ricercatori e professionisti interessati all’impiego della simulazione numerica per l’analisi di problemi di Compatibilità Elettromagnetica.

In particolare, si rivolge a progettisti di apparecchiature elettriche ed elettroniche, progettisti PCB, sviluppatori di sistemi di elettronica di potenza, tecnici EMC, personale di laboratorio e utilizzatori di software di simulazione elettromagnetica e circuitale.

È utile una conoscenza di base dell’elettromagnetismo, della teoria dei circuiti e dell’analisi nel dominio del tempo e della frequenza. Non è richiesta una conoscenza preliminare di uno specifico software commerciale.

1. Introduzione alla simulazione EMC

Definizione di Compatibilità Elettromagnetica ed interferenza elettromagnetica
Emissioni condotte e irradiate
Immunità condotta e irradiata
Ruolo della simulazione nella progettazione EMC
Simulazione e misure: vantaggi, limiti e complementarità
Modelli a parametri concentrati, quasi-statici e full-wave
Dimensione elettrica di un sistema
Scelta del livello di dettaglio del modello
Accuratezza numerica e accuratezza della modellazione
Definizione degli obiettivi e dell’intervallo di validità di una simulazione

2. Metodi numerici per la simulazione elettromagnetica

Richiami sulle equazioni di Maxwell
Problemi statici, quasi-statici e dinamici
Simulazioni nel dominio del tempo e della frequenza
Definizione della geometria, dei materiali e delle sorgenti
Condizioni al contorno e modellazione dei domini aperti
Discretizzazione spaziale e generazione della mesh
Metodo degli elementi finiti (FEM)
Vantaggi e limiti del FEM nei problemi EMC
Formulazioni integrali e Method of Moments
Discretizzazione delle equazioni integrali
Confronto tra metodi differenziali e metodi integrali
Criteri per la scelta del metodo numerico

3. Estrazione dei parametri parassiti

Componenti ideali e componenti reali
Origine dei parametri parassiti
Accoppiamento galvanico, capacitivo e induttivo
Resistenza, capacità e induttanza delle interconnessioni
Dipendenza dei parametri dalla frequenza
Estrazione di resistenze, induttanze e capacità
Matrici R, L, C e G
Induttanze auto e mutue
Induttanze e capacità parziali
Cenni ai modelli PEEC
Estrazione dei parametri di PCB, package, busbar, cavi e moduli di potenza
Generazione di modelli circuitali equivalenti

4. Parametri di rete e Vector Fitting

Rappresentazione dei sistemi mediante parametri di rete
Parametri di impedenza, ammettenza e scattering
Parametri Z, Y e S
Definizione delle porte e delle impedenze di riferimento
Modelli a una porta e multiporta
Utilizzo di dati provenienti da simulazioni elettromagnetiche e da misure
Limiti dei modelli descritti nel dominio della frequenza
Introduzione alla macromodellazione
Approssimazione razionale delle risposte in frequenza
Principi del Vector Fitting
Identificazione di poli e residui
Scelta dell’ordine del modello
Stabilità, causalità e passività
Passivity enforcement
Generazione di modelli equivalenti per simulazioni transitorie

5. Simulazione circuitale e applicazioni EMC

Richiami sulla simulazione circuitale
Modelli SPICE dei componenti reali
Analisi transitoria e analisi nel dominio della frequenza
Inserimento dei parametri parassiti nei modelli circuitali
Modelli circuitali basati su parametri S, Z e Y
Trasferimento dei risultati dalle simulazioni elettromagnetiche ai simulatori circuitali
Co-simulazione elettromagnetica-circuitale
Simulazione delle emissioni condotte
Cenni alla simulazione delle emissioni irradiate

Ore 18.00: conclusione e domande

Test finale per rilascio CFP.

I relatori sono esperti del settore, abilitati dal CEI e riconosciuti idonei alla docenza per il corso in oggetto.

Le iscrizioni dovranno pervenire entro 7 giorni precedenti la data d’inizio del corso.

Una volta raggiunto il numero massimo di iscritti, il corso verrà chiuso.

Iscrizioni posteriori a questa data, saranno accettate subordinatamente alla disponibilità dei posti. Il corso verrà confermato via e-mail una settimana prima.

Il numero massimo di partecipanti è di 25 persone. 

Il corso può essere fruito in modalità Aula (presso le aule del CEI in Via P.A. Saccardo 9, 20134 Milano) o in modalità Diretta Streaming (piattaforma Teams).

Al termine del corso (con una frequenza minima del 90% della durata del corso) verrà rilasciato l’attestato di partecipazione CEI e gli eventuali crediti richiesti.

Il corso ha una durata di 8 ore

Ad ogni partecipante al corso verrà consegnata, come dotazione personale, la seguente documentazione prodotta dal CEI:

• Dispensa con i contributi del relatore

Per acquisti effettuati nel giorno del corso i  partecipanti potranno usufruire dello sconto riservato ai  Soci per l’acquisto di pubblicazioni e prodotti CEI.