DCドロップと熱

DC 電圧降下と熱のシミュレーションは、すべての電源パスが提起する 2 つの質問に答えます。負荷は必要な電圧を見ているか、基板はどのくらい熱くなるかです。どちらも数秒で実行できるため、電源パスに関わるすべてのレイアウト変更の後に自由に実行してください。

#DCドロップ

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"

ソルバーはすべての層の銅を抵抗シートとして扱い、ビアを跨ぐ層間のめっきバレルとして扱います。供給パッドをその電圧に固定し、各負荷の電流をそのパッドから引き出し、return で戻します。全体をスパース Cholesky で倍精度で解きます。

部品は [[links]] で DC を伝えます。抵抗は回路図から値を取得します。インダクタとフェライトビーズはデフォルトで 0.1 オームなので、チョークには上記のようにデータシート DCR を指定してください。それ以外はリンクがない限り開放です。リンクは a と b が他のパッドを指定しない限りパッド 1 と 2 を接続するため、負荷スイッチは { ref = "U5", resistance = "80mohm", a = "1", b = "6" } になります。

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

その実行は 2 秒かかりました。マップは各銅アイランドの供給からの電圧降下を mV で、電流密度を A/mm2 で、電圧を表示します。ネックを探すために密度マップを見てください。2 つのパッドの間に挟まれたベタ、またはレールを 1 つのビアが担っている場合です。

#熱

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"

FR4 を通る定常状態の伝導（面内 0.8 W/mK、貫通 0.3）、銅シート、ビアバレル、両面からの対流を、GPU で事前条件付き共役勾配法で解きます。ソースはパッドを通じて基板に電力を入れます。または pads で指定したパッドのみ、レギュレータの熱タブのように。 theta_jc はパッド温度の上に接合部の推定値を追加します。

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

#エンクロージャをモデル化する

h_top と h_bottom は各面の対流係数で、W/m2K です。10 は静止空気、25 以上はファン付きです。ヒートシンクやベースプレートにギャップパッドを挟んで押し当てた面ははるかに大きな数値になります。LNA の 2 回目の熱シミュレーションでは、底面全体を 1 mm、3 W/mK のギャップパッドで 70 C のベースプレートに載せます。

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

SPF5189Z はリード温度 85 C まで定格されています。したがって、この実行は設計がその箱の中で機能するかどうかを示します。その推論をシミュレーションの description に書き込みましょう。例がそうしているように。次の人、または次のエージェントセッションがそこで読みます。

#実行するタイミング

• レギュレータ、増幅器、または 0.25 W 以上のものを配置した後。配置ツールはレイアウトの熱シミュレーションを読み取り、ソースを 0.25 W 以上離して配置します。
• レールをルーティングした後。ネックがホットスポットになる前に捕捉するため。
• 発注前に、実際のエンクロージャで。

仕様や銅が変更されると結果は古くなり、チェックがそれを伝えます。