چک و طراحی active emi filter

به یک مهندس برق متخصص در الکترونیک آنالوگ، با تجربه در ابزارهای شبیه‌سازی مانند ADS، LTspice، یا Cadence و همچنین طراحی فیلترهای EMI، برای تحلیل و بهینه‌سازی مدارهای قدرت و کاهش تداخل الکترومغناطیسی نیازمندیم. این پروژه شامل طراحی جدید نیست، بلکه تمرکز آن بر اعتبارسنجی و تست مدار موجود بر اساس تست‌های ضروری ذکر شده در ادامه است. مهارت‌های ضروری: ✔ تسلط بر شبیه‌سازی و تحلیل مدارهای آنالوگ ✔ آشنایی با فیلترهای EMI و کاهش نویز در سیستم‌های الکترونیکی ✔ توانایی حل مسئله و کار تیمی نکات کلیدی: 🔹 فایل thesis_Silvia.pdf به عنوان مرجع اصلی در نظر گرفته شود. 🔹 هدف اصلی، اعتبارسنجی عملکرد مدار و بررسی پایداری (stability) آن بر اساس تست‌های مشخص‌شده است. 🔹 انجام تحلیل‌های نهایی بر اساس تست‌های ذکرشده برای اطمینان از عملکرد بهینه مدار الزامی است. طراحی و توسعه مدارهای الکترونیک قدرت، شامل مبدل‌های DC/DC و AC/DC تحلیل و بهینه‌سازی فیلترهای EMI (تداخل الکترومغناطیسی) برای کاهش نویز و تداخل شبیه‌سازی و تست عملکرد مدارهای الکترونیک قدرت و فیلترهای EMI همکاری با تیم‌های دیگر برای حل مسائل فنی و بهبود محصولات تهیه مستندات فنی دقیق و گزارش‌های مربوطه آشنایی با طراحی مبدل‌های DC/DC و AC/DC تجربه در طراحی و تحلیل فیلترهای EMI تسلط بر نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مانند LTSPICE و Cadence برای انجام کار لطفا فایل قرار گرفته شده thesis_Silvia.pdf به عنوان فایل اصلی درنظر گرفته بشه برای اطمینان از پایداری (stability) و بهینه‌بودن رفتار مدار در این پروژه، لازم است تست‌های نهایی زیر انجام شوند. این تست‌ها را در نظر بگیرید و در تحلیل نهایی خود به آن‌ها بپردازید: تست‌های مربوط به پایداری: تحلیل حاشیه فاز (Phase Margin Analysis): هدف: بررسی میزان حاشیه فاز حلقه باز (Open-Loop) مدار. حاشیه فاز مناسب (معمولاً بین 45 تا 60 درجه) نشان‌دهنده پایداری خوب سیستم است. چگونگی انجام: با استفاده از شبیه‌سازی در نرم‌افزار (مثلاً MATLAB) یا تحلیل دستی، نمودار فاز حلقه باز مدار را رسم کرده و حاشیه فاز را تعیین کنید. نکات مهم: به فرکانس‌های بحرانی که در آن حاشیه فاز کم می‌شود توجه کنید. تحلیل نمودار بود (Bode Plot Analysis): هدف: بررسی Gain و Phase مدار در فرکانس‌های مختلف. چگونگی انجام: با استفاده از شبیه‌سازی، Gain و Phase حلقه باز مدار را در بازه فرکانسی مورد نظر رسم کنید. نکات مهم: بررسی کنید که Gain در چه فرکانسی از صفر دسی‌بل عبور می‌کند (Gain Crossover Frequency) و حاشیه فاز در این فرکانس چقدر است. تحلیل گذرا (Transient Analysis): هدف: بررسی رفتار مدار در پاسخ به تغییرات ناگهانی ورودی یا بار (Load). چگونگی انجام: یک پالس یا استپ (Step) به عنوان ورودی به مدار اعمال کرده و پاسخ خروجی را مشاهده کنید. نکات مهم: بررسی کنید که آیا در پاسخ خروجی نوسان (Overshoot) وجود دارد یا خیر و مدت زمان رسیدن به حالت پایدار (Settling Time) چقدر است. وجود نوسان زیاد یا زمان تثبیت طولانی نشان‌دهنده پایداری ضعیف است. تحلیل حساسیت (Sensitivity Analysis): هدف: بررسی میزان حساسیت مدار به تغییرات مقادیر اجزا (Component Values). چگونگی انجام: مقادیر اجزا (مقاومت، خازن، سلف) را به صورت تصادفی تغییر داده و تأثیر آن بر پایداری مدار را بررسی کنید. نکات مهم: مشخص کنید کدام اجزا بیشترین تأثیر را بر پایداری مدار دارند. تست‌های مربوط به بهینه‌بودن رفتار مدار: تحلیل فرکانسی (Frequency Response Analysis): هدف: بررسی میزان تضعیف (Attenuation) نویز در فرکانس‌های مختلف. چگونگی انجام: نمودار تضعیف فیلتر را در بازه فرکانسی مورد نظر رسم کرده و بررسی کنید که آیا تضعیف در فرکانس‌های مورد نظر (مثلاً فرکانس سوئیچینگ و هارمونیک‌های آن) به اندازه کافی است یا خیر. نکات مهم: بررسی کنید که آیا فیلتر در فرکانس‌های ناخواسته تقویت نویز دارد یا خیر (Noise Amplification). تحلیل امپدانس خروجی (Output Impedance Analysis): هدف: بررسی میزان امپدانس خروجی فیلتر در فرکانس‌های مختلف. چگونگی انجام: امپدانس خروجی فیلتر را در بازه فرکانسی مورد نظر محاسبه یا شبیه‌سازی کنید. نکات مهم: امپدانس خروجی کم در فرکانس‌های بالا نشان‌دهنده عملکرد بهتر فیلتر در کاهش نویز است. تحلیل اعوجاج هارمونیکی کل (Total Harmonic Distortion - THD): هدف: بررسی میزان اعوجاج هارمونیکی سیگنال خروجی. چگونگی انجام: یک سیگنال سینوسی با فرکانس مورد نظر به عنوان ورودی به مدار اعمال کرده و THD خروجی را محاسبه کنید. نکات مهم: THD کم نشان‌دهنده عملکرد خطی بهتر مدار و کاهش اعوجاج است. تحلیل بازده (Efficiency Analysis): هدف: بررسی میزان بازده انرژی مدار. چگونگی انجام: توان ورودی و خروجی مدار را اندازه‌گیری کرده و بازده را محاسبه کنید (بازده = توان خروجی / توان ورودی). نکات مهم: بازده بالا نشان‌دهنده اتلاف توان کم و عملکرد بهتر مدار است. نکات تکمیلی: استفاده از مدل‌های دقیق قطعات: برای شبیه‌سازی دقیق‌تر، از مدل‌های دقیق قطعات (به خصوص op-amp) که توسط سازندگان ارائه می‌شوند استفاده کنید. در نظر گرفتن اثرات پارازیتی: اثرات پارازیتی اجزا (ESR خازن‌ها، ESL سلف‌ها، خازن‌های پارازیتی ترانزیستورها و...) را در شبیه‌سازی‌ها در نظر بگیرید. مقایسه با استانداردها: نتایج تست‌ها را با استانداردهای مربوطه (مانند CISPR) مقایسه کنید تا از مطابقت عملکرد مدار با الزامات استاندارد اطمینان حاصل کنید. بهینه‌سازی مقادیر اجزا: با توجه به نتایج تست‌ها، مقادیر اجزا را به گونه‌ای تنظیم کنید که هم پایداری مدار حفظ شود و هم عملکرد آن بهینه گردد.