Chute de tension continue et thermique

Les simulations de chute de tension CC et thermiques répondent aux deux questions que pose tout chemin d'alimentation : la charge voit-elle la tension dont elle a besoin, et la carte devient-elle trop chaude. Les deux s'exécutent en quelques secondes, donc lancez-les librement, après chaque modification de routage qui touche un chemin d'alimentation.

#Chute de tension continue

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"

Le solveur traite le cuivre de chaque couche comme une feuille résistive, avec les vias comme barils étamés entre les couches qu'ils traversent, maintient les pastilles d'alimentation à leur tension et retire le courant de chaque charge à sa pastille et le renvoie à son return. Il résout la carte entière en double précision par Cholesky creux.

Les composants transportent le CC via [[links]]. Les résistances prennent leur valeur du schéma ; les inductances et perles ferrite sont à 0,1 ohm par défaut, donc donnez à une self son DCR de la fiche technique, comme ci-dessus. Tout le reste est ouvert sauf si lié. Un lien joint les pastilles 1 et 2 sauf si a et b en nomment d'autres, donc un interrupteur de charge est { 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

Cette exécution a pris deux secondes. Les cartes montrent la chute depuis l'alimentation de chaque îlot de cuivre en mV, la densité de courant en A/mm2 et la tension. Regardez la carte de densité pour repérer les goulets : une zone de cuivre serrée entre deux pastilles, ou une seule via portant un rail.

#Thermique

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"

Conduction en régime permanent à travers le FR4 (0,8 W/mK dans le plan, 0,3 à travers), les feuilles de cuivre et les barils de via, avec convection des deux faces, résolue sur le GPU par gradient conjugué préconditionné. Une source injecte sa puissance dans la carte par ses pastilles, ou seulement par les pads que vous nommez, comme l'onglet thermique d'un régulateur. theta_jc ajoute une estimation de jonction sur la température de pastille.

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

#Modéliser le boîtier

h_top et h_bottom sont les coefficients de convection de chaque face, en W/m2K : 10 pour l'air immobile, 25 et plus avec un ventilateur. Une face pressée contre un dissipateur ou une plaque de base à travers un pad d'écartement est un nombre bien plus grand. La seconde simulation thermique de la LNA pose tout le bas sur un pad d'écartement de 1 mm, 3 W/mK, vers une plaque de base à 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

Le SPF5189Z est noté pour une température de broche de 85 C, donc c'est cette exécution qui dit si le design fonctionne dans son boîtier. Écrivez ce raisonnement dans le description de la simulation, comme le fait l'exemple : la prochaine personne, ou la prochaine session d'agent, le lira là.

#Quand les lancer

• Après avoir placé un régulateur, un amplificateur ou tout composant au-dessus d'un quart de watt. Le placeur lit les simulations thermiques d'un routage et maintient leurs sources à 0,25 W et plus d'écart.
• Après avoir routé un rail, pour attraper un goulot avant qu'il ne devienne un point chaud.
• Avant de commander, avec le boîtier réel.

Les résultats deviennent obsolètes quand la spécification ou le cuivre change, et la vérification le signale.