Caída de tensión en CC y térmica

Las simulaciones de caída DC y térmica responden a las dos preguntas que plantea cada ruta de alimentación: ¿la carga ve el voltaje que necesita y qué tan caliente se pone la placa? Ambas se ejecutan en segundos, así que ejecútalas libremente, después de cada cambio de layout que toque una ruta de alimentación.

#Caída de tensión en CC

name = "lna-dc"
kind = "dc"
layout = "lna"
cell = 0.05

[[supplies]]
pad = "D2.1"
voltage = "4.7V"

[[supplies]]
pad = "J3.2"
voltage = "0V"

[[loads]]
pad = "U1.3"
current = "90mA"
return = "U1.2"

[[links]]
ref = "L1"
resistance = "0.6ohm"

El solver trata el cobre de cada capa como una hoja resistiva, con las vías como barriles bañados entre las capas que abarcan, mantiene los pads de alimentación a su voltaje y extrae la corriente de cada carga en su pad y la devuelve en su return. Resuelve toda la placa en doble precisión por Cholesky dispersa.

Los componentes llevan DC a través de [[links]]. Las resistencias toman su valor del esquemático; los inductores y cuentas de ferrita por defecto son 0.1 ohm, así que da a un ahogador su DCR de la hoja de datos, como arriba. Todo lo demás está abierto a menos que esté enlazado. Un enlace une los pads 1 y 2 a menos que a y b nombren otros, así que un interruptor de carga es { ref = "U5", resistance = "80mohm", a = "1", b = "6" }.

agentee sim lna-dc
agentee show sim:lna-dc

supply D2.1            4.7 V         sources 90.00 mA
load U1.3              4.645 V       90 mA, pad 4.6453 V, return 0.0000 V
peak current density   13.892 A/mm2  F.Cu at [16.15, 12.10]
via [12.55, 11.00]     5.575 mA      busiest vias

Esa ejecución tardó dos segundos. Los mapas muestran la caída desde la alimentación de cada isla de cobre en mV, la densidad de corriente en A/mm2 y el voltaje. Mira el mapa de densidad para cuellos: una zona de cobre apretada entre dos pads, o una única vía llevando un riel.

#Térmica

name = "lna-thermal"
kind = "thermal"
layout = "lna"
cell = 0.2
ambient = 25.0

[[sources]]
ref = "U1"
power = "0.45W"
theta_jc = 65.0
pads = ["2"]

[[sources]]
ref = "D2"
power = "30mW"

Conducción en estado estacionario a través de FR4 (0.8 W/mK en plano, 0.3 a través), las hojas de cobre y los barriles de vía, con convección desde ambas caras, resuelto en la GPU por gradiente conjugado precondicionado. Una fuente pone su potencia en la placa a través de sus pads, o solo a través de los pads que nombres, como la pestaña térmica de un regulador. theta_jc añade una estimación de unión sobre la temperatura del pad.

board peak     60.2 C   F.Cu at [13.00, 11.60]
U1 pads        60.2 C   0.45 W
U1 junction    89.4 C   pads + 0.45 W x 65 C/W
D2 pads        57.4 C   0.03 W

#Modela el encapsulado

h_top y h_bottom son los coeficientes de convección de cada cara, en W/m2K: 10 es aire quieto, 25 o más con un ventilador. Una cara presionada contra un disipador o placa base a través de un gap pad es un número mucho mayor. La segunda simulación térmica de la LNA pone todo el fondo sobre un gap pad de 1 mm, 3 W/mK a una placa base de 70 C:

name = "lna-thermal-chassis"
kind = "thermal"
layout = "lna"
ambient = 70.0
h_bottom = 3000.0

board peak     76.8 C
U1 pads        76.8 C   0.45 W
U1 junction    106.0 C

El SPF5189Z está calificado para una temperatura de patas de 85 C, así que esta es la ejecución que dice si el diseño funciona en su caja. Escribe ese razonamiento en la description de la simulación, como hace el ejemplo: la siguiente persona, o la siguiente sesión de agente, lo lee allí.

#Cuándo ejecutarlas

• Después de colocar un regulador, un amplificador o cualquier cosa de más de un cuarto de vatio. El colocador lee las simulaciones térmicas de un layout y mantiene sus fuentes separadas a 0,25 W o más.
• Después de enrutar un riel, para atrapar un cuello antes de que se convierta en un punto caliente.
• Antes de pedir, con el encapsulado real.

Los resultados se vuelven obsoletos cuando la especificación o el cobre cambia, y la verificación lo dice.