ansys仿真PCB參數的案例
基于參數優化的 LED 驅動電路 PCB 熱仿真分析
摘要
為提升車規級氛圍燈LED驅動電路板(PCB)熱設計問題,該文提出了一種參數優化仿真的分析方法?該方法基于熱傳導?熱輻射和熱對流原理,使用ANSYSICEPAK軟件,從PCB尺寸?過孔設置和材質3個方面對參數進行了熱仿真優化實驗,分析了相同設計原理情況下,不同PCB布局和尺寸設計時熱仿真結果的差異性,并對參數進行了優化設計,實現了驅動電路熱性能的改善,滿足了車規級溫度的仿真要求?
關鍵詞：LED；熱仿真；ANSYS ICEPAK；印制電路板
作者：張開峰 1，安世龍 1，付 康 2，謝亞明 1，高 燕 1，萬國春 1
1. 同濟大學 電子與信息工程學院，上海 ；
2. 上海應用技術大學 電氣與電子工程學院，上海
隨著電子行業的快速發展，汽車級電子元件的性能越來越優越，以集成電路及芯片為主的微電子系統在信息、汽車電子等領域的應用越來越廣泛。
展開 干貨 | ANSYS SIwave PCB板S參數的分析
PCB 作為電子系統的載體，承載著系統中的工作芯片，傳輸線，供電網絡等關鍵部件，其本身的質量關系著系統的可靠性與穩定性。隨著高速電子產品越來越小型話，SI信號完整性問題越來越突出，因此在產品開發階段就要考慮SI問題。S參數全稱是散射參數（Scatter Parameters 或者S-Parameter），能夠反映信號的反射、阻抗匹配、信號的傳輸特性以及信號的串擾情況等，利用S參數能夠很好的反映信號完整性情況。本文主要介紹如何使用ANSYS SIwave進行S參數的分析及相應的設計修改。
1.
展開 基于ANSYS的PCB電磁兼容仿真案例
資源效果分析
由于只針對“問題” 區域進行仿真，可使用HFSS 3D Layout的cutoff工具，大大簡化了 仿真計算量，一般配置的計算機即可完成相關仿真。
2.3 結論
“完整” 的地平面對電場和磁場有明顯的“隔離”效果，降低了信號的路徑及其返回路徑“產生”噪聲干擾的風險。過孔與平面間的電源噪聲耦合主要耦合形式是互容，過孔附近的電場特征明顯，場特征 類似“電容器”；過孔的反焊盤設計對過孔耦合平面噪聲有較大幫助，平行板電容器的容量與平板間距成反比，與交疊平板面積成正比。過孔間的噪聲耦合中，回路的磁場特征明顯，場特征類似“變壓器”。信號的返回路徑分析對過孔間的噪聲耦合非常有益，信號返回電流“抵消”信號路徑電流上產生的磁場。因此仿真主要針對不“完整”的地平面和返回路徑不連續的結構進行分析，這大大簡化了單板噪聲干擾仿真的工作量。提取返回路徑不連續物理結構進行電磁分析，并將電磁特征轉換為電氣特征，即S參數。只要分析S參數中表征耦合的數據就可以分析出噪聲耦合的強弱。
文中案例選自《ANSYS電磁兼容仿真與場景應用案例實戰》
展開 電磁仿真 | 多階PCB+PKG過孔自動建模和S參數AI瞬仿
<p>在Ansys 2025 R1新版本中，高頻系列產品進行了顯著的功能增強和優化，旨在提升電磁仿真效率、精度和用戶體驗：HFSS 功能持續增強，網格劃分和建模，并支持大規模天線陣列；擴展了 SIwave 功能，簡化了噪聲和串擾分析；Ansys HFSS-IC 將信號和電源完整性分析與分布式 RaptorX 仿真集成在一起，縮短了大規模芯片設計的仿真時間；EMC Plus增強了電磁兼容性分析；Charge Plus 改進了等離子體動力學仿真，提高了光線追跡功能。</p><p>目前，Ansys最新網絡研討會高頻系列主題已全面上線！<strong>5月27日，</strong>Ansys 2025R1系列網絡研討會將推出「<strong>多階PCB+PKG過孔自動建模和S參數AI瞬仿</strong>」主題內容。歡迎感興趣的用戶免費報名參會。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/lR4GOtoy9vLSrFicThBmUtGPiafB0QjqU6CSyRvqnGfFA8xPSaicR8rnm1VceBrLQd0GsZkXcue8BfM4GvXiaR7scQ/640?
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車燈仿真專題 | 基于ANSYS HFSS的CISPER25汽車前照燈PCB傳導輻射仿真分析
汽車前照燈集成了（Headlamp）的指示燈包含了近光燈、遠光燈、轉向燈、霧燈等基礎指示，此外還包含了LR+CR激光雷達、LR雷達、SR雷達、HDR攝像頭、FIR熱成像相頭等功能器件，這樣使得燈組件電子系統更加復雜，多塊PCB、散熱器、底座、線束的排列布置結構，帶來了嚴重的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）問題，一方面影響其他敏感器件的正常工作，另一方面會影響電動汽車的安全穩定行駛！本節我們在ANSYS HFSS 2023R1中模擬CISPR25汽車前照燈PCB電源回線遠端接地的測試環境，將獲得整塊PCB的傳導發射（CE）對標標準，發現部分頻點超標后，給出改善措施最終通過測試標準。
一、模型導入
如下圖所示為汽車前照燈組價的示意圖，我們將抽取他們的PCB進行模擬仿真。
對照上圖的實際環境搭建在ANSYS HFSS中搭建仿真模型模型具體包括以下三個部分：待測PCB，4 cable連接器，以及CISPR25測試環境（LISN網絡、測試線纜等）。
打開Ansys Electronics Desktop 2023，Insert Design選擇HFSS,然后命名工程名字為Cisper25_CE，依次導入以上三部分模型。
二、模型材料賦值以及邊界設置
2.1 PCB和線纜設置為copper，LISN設置為AL，選中物體在Properties中的Material先選擇Edit然后選擇材料為所需材料。
2.2 底部等大小的長方形作為參考地，命名為GND，設置邊界條件為Perfect E即理想導體邊界。
三、計算設置
分析計算主要是設置我們掃頻的中心頻率、掃頻范圍以及精度計算，這次我們設置如下。
展開 ANSYS官方 | PCB電磁兼容設計規則檢查與仿真驗證
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結構可靠性、天線設計、數字孿生等等。
報名本系列課程，聯系微信客服jishulink555，可免費贏取ANSYS官方定制真空保溫杯、小夜燈、餐具套裝、手機支架、話費等精美紀念品！此外，在此系列網絡研討會結束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發布的Mate 30 1臺（報名多場幾率疊加）！
本期研討會：《PCB電磁兼容設計規則檢查與仿真驗證》將于1月8日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
PCB電磁兼容設計規則檢查與仿真驗證
日期/時間
2020年1月8日
20:00 – 21:00
課程受眾
Layout工程師、硬件工程師、SI工程師、EMC工程師、測試工程師等相關人士
講師簡介
張偉，ANSYS高級應用工程師。
在電磁電路仿真分析領域從業十二年，作為SI/PI/EMC仿真軟件專家，具備豐富的SI/PI/EMC仿真分析經驗。
展開 ANSYS網絡培訓 — PCB和封裝的翹曲、熱快速仿真方法
2017年2月9日
20:00 - 21:00 (CST)
注冊 ?
聯系方式：
郵箱：info-china@ansys.com
電話：4008198999
網絡研討會介紹：
電路的集成規模越來越大，I/O數越來越多，PCB互連密度不斷加大，隨之帶來許多PCB及集成電路封裝可靠性問題。ANSYS專門針對PCB設計分析解決方案，結合最佳仿真前處理工具SpaceClaim，在Mechanical使用TraceImport功能，可以快速從ECAD中直接導入PCB熱物參數，從而能在Mechanical中快速進行準確的PCB板熱分析、熱應力分析、翹曲分析。
點擊上方“注冊”參加本次網絡研討會。
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本期研討會：《PCB電磁兼容設計規則檢查與仿真驗證》將于1月8日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
PCB電磁兼容設計規則檢查與仿真驗證
日期/時間
2020年1月3日
20:00 – 21:00
課程受眾
Layout工程師、硬件工程師、SI工程師、EMC工程師、測試工程師等相關人士
講師簡介
張偉，ANSYS高級應用工程師。
在電磁電路仿真分析領域從業十二年，作為SI/PI/EMC仿真軟件專家，具備豐富的SI/PI/EMC仿真分析經驗。
展開 輕松搞定ANSYS仿真參數化 附ANSYS參數化編程與命令手冊龔曙光下載
ANSYS參數化概述
在ANSYS應用程序中，可以將關鍵的仿真特性定義為參數（Parameters）。然后在Workbench中參數管理(Parameter Set)界面下管理參數，通過參數化驅動，實現快速更改仿真模型幾何及拓撲參數、材料參數、網格參數、邊界條件等設置，用來研究和優化不同設計方案下產品性能。
ANSYS中仿真參數化
參數可以在用于結構和流體仿真的所有ANSYS應用程序中定義，如：SpaceClaim、DesignModeler、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post；上述軟件囊括仿真分析的所有階段：幾何建模、網格劃分、計算求解及后處理。
在Workbench中，參數分為兩種類型：輸入參數和輸出參數。
輸入參數定義被研究系統的幾何形狀或分析輸入。包括幾何形狀參數：模型尺寸、位置及拓撲參數，分析輸入參數：壓力、邊界條件、材料特性和板厚等。
輸出參數是模型的信息，或者是分析的響應輸出。這些包括體積、網格單元數、質量、頻率、應力、速度、壓力、力和熱通量等。
幾何建模參數化
仿真中幾何建模參數包括幾何參數和拓撲參數。
展開 輕松搞定ANSYS仿真參數化 附ANSYS經典實例匯集下載
ANSYS參數化概述
在ANSYS應用程序中，可以將關鍵的仿真特性定義為參數（Parameters）。然后在Workbench中參數管理(Parameter Set)界面下管理參數，通過參數化驅動，實現快速更改仿真模型幾何及拓撲參數、材料參數、網格參數、邊界條件等設置，用來研究和優化不同設計方案下產品性能。
ANSYS中仿真參數化
參數可以在用于結構和流體仿真的所有ANSYS應用程序中定義，如：SpaceClaim、DesignModeler、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post；上述軟件囊括仿真分析的所有階段：幾何建模、網格劃分、計算求解及后處理。
在Workbench中，參數分為兩種類型：輸入參數和輸出參數。
輸入參數定義被研究系統的幾何形狀或分析輸入。包括幾何形狀參數：模型尺寸、位置及拓撲參數，分析輸入參數：壓力、邊界條件、材料特性和板厚等。
輸出參數是模型的信息，或者是分析的響應輸出。這些包括體積、網格單元數、質量、頻率、應力、速度、壓力、力和熱通量等。
幾何建模參數化
仿真中幾何建模參數包括幾何參數和拓撲參數。
展開 Ansys Speos | 視覺仿真參數最佳實踐
在本文中我們將給大家分享一些如何最大化Ansys Speos仿真軟件仿真準確性的建議。通過調整參數以最適合仿真的應用領域，為設計創造更合適的仿真條件。本文將探索參數的變化，以最大限度地提高模擬結果的感知，以外部汽車照明為例子，解釋在Ansys Speos中仿真尾燈模型的參數條件。
影響仿真質量和速度的因素是什么？
完美傳感器設置可以極大地改變模擬結果，如果原始模型已經是一個物理上精確、高保真度的模型，在模擬仿真中請充分利用模型所提供的一切。可以想象，如果在4K顯示器上觀看1080像素分辨率的結果，將會有明顯的像素化和缺乏清晰度。如果不想要一個快速、低保真的圖像，那就不要降低結果的分辨率，以免失去圖像顯示質量。
所以，Sampling是Speos仿真中要注意的主要參數，更高的采樣意味著更平滑，更漂亮的結果，但確實需要更長的模擬時間。例如，如果將X和Y采樣加倍，則需要四倍的模擬時間才能得到結果。
Sampling小建議：
“平滑”的結果是傳感器較長的一側至少有1920像素（即采樣）。
對于單方形像素，傳感器短邊的分辨率應該與長邊相同。
如果結果需要被放大使用，則采樣應該在4,000像素左右，在放大條件下結果能夠保持平滑。
在亮度傳感器的情況下，建議將亮度平面盡可能靠近物體（燈），并使用可能遠的眼點，以實現較大的focal焦距。
設置增強模擬的網格質量？
在物理組裝中，所有部件都是物理連接，有一定程度的切線。根據定義的網格設置對用于Speos仿真的CAD設計數據進行細分，使CAD模型的原始精度發生變化。精細的網格對于減少由體積沖突或間隙引起的偽影至關重要。
有一些特定的選項設置和參數可以幫助設計人員充分利用模擬。
展開 
PIDO智能仿真 | Ansys Mechanical聯合optiSLang實現材料參數標定
Ansys optiSLang作為目前業界領先的多目標/多學科優化工具包，其優化功能已經眾所周知，然而今天要跟各位聊的是Ansys optiSLang提供的模型標定功能，能夠結合試驗數據擬合模型不確定參數，從而獲得高精度仿真模型和方式，為仿真標準化奠定基礎。
基于ANSYS命令流的罐體參數建模和仿真分析 ￥50
類似于如此模型
為命令流，接管數量和加筋數量可以實現參數化修改，具體見命令流注釋
Ansys Speos | 視覺模擬仿真中，Natural Light 易被忽略的參數設置
如果忘記修改natural light中的with sky為false，依然時true激活的狀態，那么仿真natural light 和environment的共同結果將會出現natural light的天空和environment與黑色地面作用的場景。
現在我們知道了在使用natural light仿真中出現的一些特殊狀況，如何修改視角調整天空和地面的大小，如何natural light和environment配合使用，當然最重要的是，當出現本文中任何一種狀況，可以調整sensor或者natural light的參數進行合適的人眼視場和場景條件。
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Ansys Lumerical | 針對 Grating coupler 的仿真分析方法
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