电容分析 — 故障排除指南
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电容分析 — 故障排除指南
故障排除
请告诉我电容分析的常见故障。
让我整理代表性问题。
1. FEM电容值与理论值不符
平行板与 $\varepsilon A/d$ 偏差10%。
原因：边缘电场。理论公式是无限平板的近似。Palmer修正式 $C = \varepsilon_0 \frac{A}{d}[1 + \frac{d}{\pi w}(1 + \ln\frac{2\pi w}{d})]$ 进行比较。
2. Q3D与实测不符
寄生容量偏差达20%。
原因：模型中未包含的周边结构（外壳、基板）的影响。PCB基板的Dk值具有频率依赖性。LCR表测定频率下的分布常数效应。
对策：在包含周边结构的广域模型中重新计算，进行诱电率±10%偏差的敏感性分析。
3. 电容矩阵对角元素为负
电容矩阵出错。
Maxwell形式与Kirchhoff形式的区别。在Maxwell形式中，非对角成分为负是正常的。确认Q3D的输出格式。
4. 自适应网格无法收敛
Maxwell的自适应路径循环数十次。
对策：将能量误差从1%放宽到2%。在导体间间隙处手动集中初始网格。简化微小圆角。
咖啡休息 闲谈轶事
电容分析"数值有误"——首先应怀疑的3处
电容分析结果与设计值出现大幅偏差时，原因大多为①网格过粗导致无法捕捉电极端部的电场集中，②以直流值输入诱电体的相对诱电常数，但实际具有频率依赖性，③未考虑边缘效应（Fringing），这三者之一。特别是①时，"网格细化2倍后数值变化10%"的经历会让人深有体会。收敛确认至少要用2个级别的网格细化来进行。
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