用 WEBENCH WebTHERM PCB 编辑器定制散热仿真

WebTHERM™ 软件已经在2001年用于WEBENCH®电源设计。它从一款针对有限数量组件的单层仿真器发展为一个支持超过550款设计的软件,其中包括多达6层的电路板。

在最开始,这款工具具有固定的电路板大小和形状,这些参数通常由已知的良好电源评估板布局布线决定。不过,TI WEBENCH团队的成员认识到,很多用户希望看到与特定电路板设计限制有关的热数据。正因如此,你现在可以使用全新的WEBENCH WebTHERM印刷电路板 (PCB) 散热编辑器和仿真器来创建和测试针对特定设计的散热结果。这一特性使你能够深入研究布局布线比较设计中的散热结果,从而在一开始就作出正确选择,以加快上市时间。

对于一款指定的WEBENCH电源设计,设计工作通常是从集成电路 (IC) 的评估PCB开始的;这个评估PCB是一款针对热特性和噪声的已知良好布局布线。它与你在WEBENCH设计中专门创建的设计值以及所选择的组件匹配。WebTHERMAL热仿真器的基本功能使你能够更改铜覆区重量、电路板朝向、顶部与底部环境温度、输入电压、负载电流、边缘边界条件、以及空气流动。

在定制这些参数后,你可以通过以下步骤来编辑热仿真铜覆区模型(请见图1):

  • 在任一款可用电路板层上移动、添加、删除铜覆区模型,并且改变其大小。
  • 移动、添加、删除散热过孔,并且改变其大小。

其它编辑特性包括:

  • 剪切/复制/粘贴。
  • 取消/重做编辑。
  • 可定制的网格和标尺使你能够:
  • 更改尺寸。
  • 在英制 (mil) 和SI公制 (mm) 单位之间切换。
  • 可选元件/层显示。
  • 在线帮助。

 

  

1WEBENCH WebTHERM PCB热编辑器和仿真器中,显示大小已经调整的铜质元件的主要编辑接口。

你可以将一个仿真中的编辑文件保留到下一个仿真中(使用任一款仿真作为设计起点)或者随时重新开始设计。全新的仿真结果页面(具有可分类列—请见图2)使你能够更加轻松地在不同仿真之间比较结果。此外,你可以生成针对你所选择的任一一款散热仿真的详细报告。

  

2:仿真结果表可实现不同仿真运行的背靠背比较。

下面的图3中给出的是这款编辑工具在真实环境中的使用方法示例。在电路板上,只为电源分配了1.5英寸见方的区域,并且所有组件的温度必须低于85˚C。你可以创建一个WEBENCH设计,并且这款设计与你的电源电气技术规格十分匹配。

你运行一个WebTHERM仿真,而最初已知良好电路板布局布线显示出的最大组件温度为60˚C;这个温度值还可以,不过这个2.3 x 2英寸的尺寸太大了。由于噪声问题,你想要保留评估板PCB的总体路由走线。因此,你在仍然保持同样的总体路由走线的同时,通过将铜覆区的边缘缩小到1.5英寸见方以内,来试着减小占板面积。在全新布局布线上,温度从最初的60˚C上升到66˚C。这个值完全在你所需的85˚C技术规格以内,因此你使用了这款设计。

 

3:在使用更小的铜覆区面积时,编辑之前(左侧)和编辑之后(右侧)的结果显示温度在85˚C技术规格之内

全新的WEBENCH WebTHERM PCB热编辑器和仿真器使你能够定制满足你需要的热仿真。这意味着,在你决定采用一款实际的原型设计之前,可以改进之前对于设计的了解、认识以及优化,从而节省了时间与资源。从已知的良好电路板布局布线入手,开始一款已优化的电源设计;这个电路板布局布线上已经组装了符合电气需求的组件—然后可以调整电路板设计散热模型,来满足你的散热需求—引入了一款独特且强大的功能来减少设计反复。

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