Ottimizzazione di dispositivi planari con avvolgimenti a spirale per applicazioni di compatibilità elettromagnetica

Abstract

Il presente lavoro di tesi ha preso spunto dalla necessità di sviluppare metodologie efficienti e precise per valutare correttamente il comportamento di un filtro EMI Planare in modo da effettuarne la progettazione ottimale sfruttando gli effetti parassiti per ottenere un dispositivo di dimensioni quanto più ridotte possibili e con le prestazioni desiderate. È stata proposta una metodologia di calcolo che consente di determinare le caratteristiche del filtro con precisione sufficientemente elevata svincolandosi sia dal calcolo analitico dei parametri, sia dall utilizzo di modelli circuitali a componenti concentrati. In particolare la metodologia proposta utilizza due analisi ad elementi finiti (2D assialsimmetriche) che, opportunamente accoppiate, consentono di calcolare le grandezze elettriche in ingresso e in uscita dal filtro in maniera efficiente e precisa. Inoltre, il codice di calcolo ad elementi finiti è stato abbinato ad un algoritmo di ottimizzazione stocastica, il PSO, che ha consentito di individuare in maniera automatica e con tempi ragionevoli - i parametri geometrici di un filtro, definito ottimo , in grado di fornire la massima attenuazione delle emissioni di modo comune e di modo differenziale. Il filtro, nella sua configurazione ottima, è stato, infine, realizzato ed il suo corretto funzionamento è stato verificato mediante una campagna di misure in laboratorio. Il confronto tra i dati ottenuti sperimentalmente e quelli calcolati con le simulazioni ha fornito una corrispondenza soddisfacente dimostrando la validità del metodo proposto.