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为结构设计师提供的实时热仿真工具- MSC PICLS

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发表于 2019-4-1 10:28:03 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国


                              

为结构设计师提供的实时热仿真工具- MSC PICLS



【PICLS】零件温度与电气布线的关系        


此次基于电路板实时热仿真工具PICLS观察零部件温度和电气布线的关系。              


电气布线的有无的影响              


功率设备可能会因使用情况而损失很大,如果没有进行合适的热设计就无法满足最大限度要求。不同外壳包装的形式影响温度,但对于这样的问题一般采用散热器散热,或者散热用的铜板散热。在这里,研究基于电气布线不同,对温度的影响。              


假设零件为二极管,发热量为0.371 W,零件尺寸为7.6 mm×4 mm×2.8 mm。


那么,启动PICLS试着计算吧。首先,从①[尺寸和构成]开始制作基板(大小和层数以合适的值即可)。接着,单击②[部品]。对话框中输入二极管外形大小和发热量,并将它们放置在基板的任意位置。在此状态下,单击③结果,如图17.1所示显示温度分布。



図17.1 无电气布线的温度分布


接下来追加散。再次点[返回编辑画面。画面右上方的工作②L1。接着③[线单击在二极管下方配置矩形的布线(大小合适也没关系)。              

击配线,会布线更)对话框,在[外形尺寸[X][20][mm], [Y] [10][mm]单击应用。然后,将鼠拖放到17.2 (a)的位置。在个状⑤[单击,零件温度如17.2 (b)所示由于布线的追加能够确定零件温度下降。


(a) 有电气布线布置




(b) 有电气布线时的温度分布

17.2 有电气布线工况


布线的影响              

着改变这布线的大小吧。布线,在[外形尺寸[X][20][mm][Y] [20][mm]单击适用。然后,再次点②[果如17.3所示,可以确零件温度比17.2(b)下降。




図17.3布线面积对温度分布的影响


那么,随着布线面积增加,零件的温度会持下降?根据上述要布线的面积进行多次算,将零件温度与布线的面的关系总结17.4中所示。通掌握种关系,可以知道于目温度需要多少布线面积



电气布线面积[mm2]


図17.4 部品温度与电气布线面积关系


从这个图上可以看出,随着电气布线的面积加大,零件温度虽然下降,但是面积到达一定程度之后,效果就不明显。但是,零件温度与布线的面积的关系并不总是固定,而是根据基板的厚度、层数、零件的发热量和大小等而不同。为此,请注意要配合零件的实装环境进行验证。           


上次通过手计算求得Junction温度(Junction温度),表面安装部品中热阻通常布置在Junction-导线之间,为了计算接合部温度(Junction温度)需要已知导线温度。然而,到上述所示的是包含了导线的零件温度,因为电气布线的有无和铜箔厚度很大地不同,事前假定导线温度的并不容易。在这种情况下,使用PICLS进行包含零件及其周围的基板的温度预测是非常有效的。





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