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一對(duì)差分線的PCB模型介紹電熱聯(lián)合仿真方法

發(fā)布時(shí)間:2019-12-19 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】為適應(yīng)電熱強(qiáng)耦合仿真需求,ANSYS在ANSYS Electronics Desktop(電子桌面)下集成Icepak求解器,并針對(duì)電熱仿真應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化,使電子工程師無需掌握專業(yè)的熱分析理論也可以很方便開展電子產(chǎn)品熱分析。下面通過包含一對(duì)差分線的PCB模型介紹電熱聯(lián)合仿真方法。
 
隨著通信產(chǎn)品小型化、高密度的發(fā)展趨勢(shì),越來越多的高頻、高速系統(tǒng)以模塊化的形態(tài)出現(xiàn)。
 
特別是大規(guī)模集成電路使用,導(dǎo)致PCB電源功率密度越來越高,電源網(wǎng)絡(luò)損耗引起熱問題成為影響產(chǎn)品可靠性的重要因素。
 
ANSYS多物理場(chǎng)仿真方案可以協(xié)同考慮電磁、熱、結(jié)構(gòu)之間的相互效應(yīng)和影響,為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供一體化解決方案。
 
 
01 建立電磁分析模型
 
在HFSS中建立包含一對(duì)差分線的PCB模型,如圖1,PCB尺寸:50mm*50mm*6mm,中間兩條紅色線為一對(duì)差分線。介質(zhì)為FR4,金屬為銅材料。
 
 
02 建立電磁分析模型
 
差分線配置4個(gè)Lumped port,并配置端口參數(shù);添加邊界條件并進(jìn)行仿真。
 
 
03 PCB電磁損耗
 
 
04 同工程下添加Icepak design
 
 
05 建立熱仿真模型
 
復(fù)制HFSS PCB模型(注意不包括空氣盒子)到icepak中;
 
 
06 配置材料熱屬性
 
材料熱屬性咨詢供應(yīng)商提供,圖6中參數(shù)只顯示操作,具體數(shù)值不具有實(shí)際意義。
 
 
07 添加激勵(lì)-熱源
 
電磁損耗(主要考慮金屬部分損耗)作為熱源,通過link HFSS電磁仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)。選中差分線和金屬地,配置激勵(lì)。
 
 
08 配置monitor
 
配置參考點(diǎn)作為監(jiān)視對(duì)象,參考點(diǎn)的參數(shù)作為熱分析收斂計(jì)算條件。
 
 
09 設(shè)置仿真配置
 
 
10 熱仿真及后處理
 
 
11 總結(jié)
 
電子工程師通常缺乏熱相關(guān)基礎(chǔ),產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)只能求助熱分析工程師。ANSYS通過電熱聯(lián)合仿真平臺(tái),極大降低了熱分析難度,使電子工程師能夠快速上手進(jìn)行熱分析,極大降低產(chǎn)品研制周期。
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