DC-spanningsval en thermisch

DC-spanningsval- en thermische simulaties beantwoorden de twee vragen die elk voedingspad oproept: ziet de belasting de spanning die hij nodig heeft, en hoe heet wordt de printplaat. Beide draaien in seconden, dus draai ze vrijelijk, na elke layoutwijziging die een voedingspad raakt.

#DC-spanningsval

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"

De solver behandelt het koper van elke laag als een weerstandsblad, met vias als geplateerde buisjes tussen de lagen die ze overspannen, houdt de voedingpads op hun spanning en trekt de stroom van elke belasting uit bij zijn pad en terug bij zijn return. Hij lost de hele printplaat op in dubbele precisie met sparse Cholesky.

Schakelaars voeren DC door via [[links]]. Weerstanden nemen hun waarde uit het schema; spoelen en ferrietkralen hebben standaard 0,1 ohm, dus geef een choke zijn datasheet-DCR, zoals hierboven. Alles anders is open tenzij gekoppeld. Een link verbindt pads 1 en 2, tenzij a en b andere noemen, dus een belastingsschakelaar is { 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

Die run duurde twee seconden. De kaarten tonen de spanningsval vanaf de voeding van elk koper-eiland in mV, de stroomdichtheid in A/mm2 en de spanning. Kijk op de dichtheidskaart naar knelpunten: een kopervlak dat tussen twee pads is ingeklemd, of één via die een rail draagt.

#Thermisch

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"

Staat van evenwicht: geleiding door FR4 (0,8 W/mK in vlak, 0,3 doorheen), de koperbladen en de via-buisjes, met convectie van beide zijden, opgelost op de GPU met preconditioned conjugate gradient. Een bron zet zijn vermogen in de printplaat via zijn pads, of alleen via de pads die je noemt, zoals de thermische tab van een regelaar. theta_jc voegt een junctie-schatting toe bovenop de padtemperatuur.

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

#Het behuizingmodel

h_top en h_bottom zijn de convectiecoëfficiënten van elk vlak, in W/m2K: 10 is stilstaande lucht, 25 of meer met een ventilator. Een vlak dat tegen een koellichaam of basisplaat drukt via een gap pad is een veel groter getal. De tweede thermische simulatie van de LNA zet de hele onderkant op een 1 mm, 3 W/mK gap pad tegen een basisplaat van 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

De SPF5189Z is beoordeeld tot een loodtemperatuur van 85 C, dus dit is de run die zegt of het ontwerp in zijn behuizing werkt. Schrijf die redenering in de description van de simulatie, zoals het voorbeeld doet: de volgende persoon, of de volgende agentsessie, leest het daar.

#Wanneer ze draaien

• Na het plaatsen van een regelaar, een versterker of iets boven een kwart watt. De placer leest de thermische simulaties van een layout en houdt hun bronnen op 0,25 W of meer uit elkaar.
• Na het routen van een rail, om een knelpunt te vangen voordat het een heet punt wordt.
• Vóór het bestellen, met de echte behuizing.

Resultaten verouderen als de specificatie of het kopervlak verandert, en de controle zegt dat.