在這一背景下,添加匯流條成為解決方案之一備受青睞。通過將匯流條放置在電源供電網(wǎng)絡(luò)上可以有效分流,降低局部電流密度,有效避免電流熱點(diǎn)過高的極端情況;除此之外,匯流條還可以有效進(jìn)行散熱,降低板子的局部溫度,有效避免溫度過高的極端情況,提高整個(gè)" />

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案例應(yīng)用|PhysimET對(duì)PCB板添加匯流條的散熱效果分析(上)

2024-03-01 13:35:09來源:芯瑞微

低電壓、大電流成為電源設(shè)計(jì)的主要趨勢(shì)

如今,電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域普遍關(guān)注低電壓、大電流特性,設(shè)計(jì)工程師越來越重視電源供電網(wǎng)絡(luò)(PDN)的性能。隨著消費(fèi)類電子產(chǎn)品功能不斷提升,對(duì)PCB板載流能力的要求也日益增加。若電流過大導(dǎo)致局部電流密度和溫度升高,將對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響,可能干擾元器件的正常運(yùn)行,甚至導(dǎo)致板子損壞。

在這一背景下,添加匯流條成為解決方案之一備受青睞。通過將匯流條放置在電源供電網(wǎng)絡(luò)上可以有效分流,降低局部電流密度,有效避免電流熱點(diǎn)過高的極端情況;除此之外,匯流條還可以有效進(jìn)行散熱,降低板子的局部溫度,有效避免溫度過高的極端情況,提高整個(gè)板子的安全性,保護(hù)電子器件的性能,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

PhysimET獨(dú)家支持在基于Layout的設(shè)計(jì)中添加匯流條進(jìn)行仿真,致力于幫助用戶解決電源設(shè)計(jì)方面的相關(guān)問題。

案例展示

以下是一個(gè)示例,展示如何使用PhysimET添加匯流條進(jìn)行電熱協(xié)同仿真,分析匯流條添加的必要性以及添加后的效果。

此案例是將一個(gè)六層PCB板中的一塊區(qū)域切割下來用以示例,首先直接對(duì)該案例進(jìn)行電熱協(xié)同仿真,發(fā)現(xiàn)溫升達(dá)到了接近90度,且電流密度也較大,這對(duì)于設(shè)計(jì)是非常不利的,具體如下所示:;

PhysimET對(duì)PCB板添加匯流條的散熱效果分析

未添加匯流條的仿真案例溫度分布(Top層)

PhysimET對(duì)PCB板添加匯流條的散熱效果分析

未添加匯流條的仿真案例電流密度分布(Bottom層)

通過對(duì)仿真數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)板子整體溫升較高,且Bottom層的電流密度需要優(yōu)化,可以在Bottom層溫度較高的地方添加匯流條以實(shí)現(xiàn)散熱、分流的作用,添加兩個(gè)尺寸為長9.8mm*寬1.3mm*高1.8mm的矩形匯流條,添加后的案例3D模型示意圖如下:

PhysimET對(duì)PCB板添加匯流條的散熱效果分析

添加匯流條后的3D模型圖

隨后對(duì)其進(jìn)行電熱協(xié)同仿真,電、熱邊界條件和一開始未添加匯流條的仿真情景的邊界條件完全一致,發(fā)現(xiàn)在添加兩個(gè)矩形匯流條后,溫升和最初未添加匯流條的情景相比降低了24℃左右,具體如下所示:

PhysimET對(duì)PCB板添加匯流條的散熱效果分析

添加匯流條前后最大溫度相比

分析結(jié)論

經(jīng)過對(duì)上述案例的仿真分析,證實(shí)使用PhysimET對(duì)PCB板添加匯流條成功實(shí)現(xiàn)了散熱效果。

許多設(shè)計(jì)工程師在項(xiàng)目中常常面臨板子溫升過高、局部電流密度過大等問題,而市面上缺乏支持匯流條功能的仿真軟件,導(dǎo)致他們需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力進(jìn)行反復(fù)手動(dòng)調(diào)試和更新設(shè)計(jì)。

然而,通過使用PhysimET對(duì)這類應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行仿真,這些問題得以迎刃而解。這不僅為PCB工程師提供了便利,提升了電子產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,還降低了設(shè)計(jì)成本。PhysimET的應(yīng)用為解決散熱和電流密度等問題提供了一種高效且可靠的解決方案,為電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來了新的可能性。

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