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一對差分線的PCB模型介紹電熱聯合仿真方法

發布時間：2019-12-19 責任編輯：xueqi

【導讀】為適應電熱強耦合仿真需求，ANSYS在ANSYS Electronics Desktop（電子桌麵）下集成Icepak求(qiu)解(jie)器(qi)，並(bing)針(zhen)對(dui)電(dian)熱(re)仿(fang)真(zhen)應(ying)用(yong)進(jin)行(xing)了(le)優(you)化(hua)，使(shi)電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)師(shi)無(wu)需(xu)掌(zhang)握(wo)專(zhuan)業(ye)的(de)熱(re)分(fen)析(xi)理(li)論(lun)也(ye)可(ke)以(yi)很(hen)方(fang)便(bian)開(kai)展(zhan)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)熱(re)分(fen)析(xi)。下(xia)麵(mian)通(tong)過(guo)包(bao)含(han)一(yi)對(dui)差(cha)分(fen)線(xian)的(de)PCB模型介紹電熱聯合仿真方法。

隨著通信產品小型化、高密度的發展趨勢，越來越多的高頻、高速係統以模塊化的形態出現。

特別是大規模集成電路使用，導致PCB電源功率密度越來越高，電源網絡損耗引起熱問題成為影響產品可靠性的重要因素。

ANSYS多物理場仿真方案可以協同考慮電磁、熱、結構之間的相互效應和影響，為產品設計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差分線。介質為FR4，金屬為銅材料。

02 建立電磁分析模型

差分線配置4個Lumped port，並配置端口參數；添加邊界條件並進行仿真。

03 PCB電磁損耗

04 同工程下添加Icepak design

05 建立熱仿真模型

複製HFSS PCB模型（注意不包括空氣盒子）到icepak中；

06 配置材料熱屬性

材料熱屬性谘詢供應商提供，圖6中參數隻顯示操作，具體數值不具有實際意義。

07 添加激勵-熱源

電磁損耗（主要考慮金屬部分損耗）作為熱源，通過link HFSS電磁仿真結果實現。選中差分線和金屬地，配置激勵。

08 配置monitor

配置參考點作為監視對象，參考點的參數作為熱分析收斂計算條件。

09 設置仿真配置

10 熱仿真及後處理

11 總結

電子工程師通常缺乏熱相關基礎，產品熱設計隻能求助熱分析工程師。ANSYS通過電熱聯合仿真平台，極大降低了熱分析難度，使電子工程師能夠快速上手進行熱分析，極大降低產品研製周期。

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