Queda DC e térmico

As simulações de queda DC e térmicas respondem às duas questões que todo caminho de energia levanta: a carga vê a tensão de que precisa, e quente fica a placa. Ambas correm em segundos, por isso corra-as livremente, após qualquer alteração de layout que toque num caminho de energia.

#Queda DC

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"

O solver trata o cobre de cada camada como uma folha resistiva, com vias como barris revestidos entre as camadas que atravessam, mantém os pads de alimentação na sua tensão e retira a corrente de cada carga no seu pad e devolve-a no seu return. Resolve a placa inteira em precisão dupla por Cholesky esparsa.

Os componentes transportam DC através de [[links]]. Os resistores tomam o seu valor do esquema; os indutores e contas de ferrite têm por omissão 0,1 ohm, por isso dê a um filtro o DCR da sua folha de dados, como acima. Qualquer outra coisa está em aberto, a menos que esteja ligada. Uma ligação junta os pads 1 e 2, a menos que a e b nomeiem outros, por isso um interruptor de carga é { 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

Essa execução demorou dois segundos. Os mapas mostram a queda a partir da alimentação de cada ilha de cobre em mV, a densidade de corrente em A/mm2 e a tensão. Olhe para o mapa de densidade à procura de gargalos: uma área de cobre apertada entre dois pads, ou uma única via a transportar um rail.

#Térmico

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"

Condução em estado estacionário através do FR4 (0,8 W/mK no plano, 0,3 através), das folhas de cobre e dos barris das vias, com convecção a partir de ambas as faces, resolvido na GPU por gradiente conjugado pré-condicionado. Uma fonte injeta a sua potência na placa através dos seus pads, ou apenas através dos pads que se nomeiam, como a aba térmica de um regulador. theta_jc adiciona uma estimativa de junção por cima da temperatura do 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

#Modelar o invólucro

h_top e h_bottom são os coeficientes de convecção de cada face, em W/m2K: 10 é ar parado, 25 ou mais com um ventilador. Uma face pressionada contra um dissipador ou placa base através de um gap pad é um número muito maior. A segunda simulação térmica da LNA coloca toda a face inferior num gap pad de 1 mm, 3 W/mK, contra uma placa base a 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

O SPF5189Z está classificado para uma temperatura de pinos de 85 C, por isso esta é a execução que diz se o design funciona na sua caixa. Escreva esse raciocínio no description da simulação, como o exemplo faz: a próxima pessoa, ou a próxima sessão do agente, lê-o lá.

#Quando as correr

• Após colocar um regulador, um amplificador ou qualquer coisa acima de um quarto de watt. O colocador lê as simulações térmicas de um layout e mantém as suas fontes a 0,25 W ou mais separadas.
• Após rotear um rail, para apanhar um gargalo antes que se torne um ponto quente.
• Antes de encomendar, com o invólucro real.

Os resultados ficam obsoletos quando a especificação ou o cobre mudam, e a verificação diz isso.