PCB仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-12-29
PCB仿真的視頻教程
PCB電磁兼容設(shè)計(jì)規(guī)則檢查與仿真驗(yàn)證
本次直播分享將會(huì)介紹PCB電磁干擾分析思路、SIwave軟件功能介紹以及新功能EMI Scanner的規(guī)則內(nèi)容、仿真驗(yàn)證規(guī)則檢查的準(zhǔn)確性以及操作演示等。助力用戶更深一步認(rèn)識(shí)板級(jí)的電磁兼容設(shè)計(jì)仿真。
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基于SimSolid的pcb板拔出工況仿真
SimSolid獨(dú)特的數(shù)值求解方法沒(méi)有傳統(tǒng)FEA中的許多限制。SimSolid是FEA，但它的運(yùn)作方式卻截然不同。 我們不創(chuàng)建網(wǎng)格，而是使用高階函數(shù)，這些函數(shù)在本地適用于細(xì)化解決方案。強(qiáng)調(diào)了每個(gè)解決方案通過(guò)期間完成的技術(shù)步驟。 請(qǐng)注意，大部分內(nèi)容都是自動(dòng)進(jìn)行的，用戶只需要很少的輸入。 使用SimSolid，沒(méi)有網(wǎng)格劃分和幾何處理更容易。SimSolid能夠分析所有幾何細(xì)節(jié)
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Altair PollEx? PCB設(shè)計(jì)加工全流程仿真網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)
內(nèi)容大綱： 1）產(chǎn)品概述 2）PollEx版圖、原理圖對(duì)比 3）PollEx電路板規(guī)則定義及檢查 4）PollEx SI/Thermal仿真流程
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PCB仿真的實(shí)例教程
14?采用FR4介質(zhì)的Ⅱ型PCB面積約為Ⅰ型PCB面積的2.5倍,其元件的仿真溫度較Ⅰ型PCB下降約17~25℃,在Ⅱ型PCB的基礎(chǔ)上做更加密集的過(guò)孔放置得到Ⅲ型PCB,元件的仿真溫度繼續(xù)下降約0.5~5℃?采用鋁基介質(zhì)時(shí),Ⅰ型PCB的各元件仿真溫度較采用FR4介質(zhì)普遍降低6~18℃,Ⅱ型和Ⅲ型PCB仿真溫度較使用FR4介質(zhì)時(shí)普遍下降6~14℃?其中鋁基板Ⅰ型氛圍燈由于尺寸的限制,LED的仿真溫升最低為62.4℃,不符合設(shè)計(jì)要求,而鋁基板Ⅱ型氛圍燈PCB和鋁基板Ⅲ型氛圍燈PCB已經(jīng)完全滿足設(shè)計(jì)要求?
結(jié)論
本文通過(guò)熱仿真分析方法,實(shí)現(xiàn)了氛圍燈LED的PCB熱性能的優(yōu)化?在原有的Ⅰ型氛圍燈PCB設(shè)計(jì)不符合溫度要求的基礎(chǔ)上,借助熱仿真分析了該設(shè)計(jì)的不足?通過(guò)增大設(shè)計(jì)尺寸和增加過(guò)孔,設(shè)計(jì)了改善的Ⅱ型和Ⅲ型氛圍燈PCB,但是仍不滿足車(chē)規(guī)級(jí)溫升要求?最后通過(guò)改變PCB的基材介質(zhì)為鋁基介質(zhì),借助于熱仿真,論證了鋁基材質(zhì)的Ⅱ型和Ⅲ型氛圍燈PCB的設(shè)計(jì)滿足車(chē)規(guī)級(jí)要求?
【參考文獻(xiàn)】
[1]劉兆洪,龐傳和.
展開(kāi) 隨著PCB高速信號(hào)設(shè)計(jì)越發(fā)普遍，電子電路的設(shè)計(jì)越發(fā)面臨信號(hào)完整性、電源完整性、熱、電磁兼容等問(wèn)題挑戰(zhàn)。在設(shè)計(jì)中引入仿真驗(yàn)證手段，將大大提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率，設(shè)計(jì)正確性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品最快的推向市場(chǎng)。
其中PCB仿真設(shè)計(jì)、Mentor、HyperLynx、Altium Designer、SI/PI、Xpedition、PDN噪聲分析因?yàn)榇砹宋磥?lái)發(fā)展趨勢(shì)，所以廣受電子工程師歡迎。
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直播推薦
同時(shí)，歡迎報(bào)名《PDN噪聲分析和優(yōu)化》直播，主要講述了嘗試對(duì) Die 到穩(wěn)壓模塊的完整PDN 進(jìn)行建模，并對(duì)芯片電源域進(jìn)行瞬態(tài)紋波仿真、討論時(shí)域和頻域仿真對(duì)于PDN噪聲分析的適用范圍，并闡述PDN 設(shè)計(jì)與優(yōu)化的實(shí)用方法。
展開(kāi) 因此，對(duì)于板級(jí)熱分析來(lái)講，不僅要同時(shí)分析電氣和熱物理領(lǐng)域，更要兼顧熱傳導(dǎo)分析和熱對(duì)流分析，需要的是一個(gè)多物理場(chǎng)的仿真解決方案。
FEA（有限元分析）求解器是用于熱傳導(dǎo)電熱耦合分析的，該方法以傳熱系數(shù)為邊界條件，以簡(jiǎn)化的方式考慮對(duì)流和輻射效應(yīng)，詳細(xì)模擬固體內(nèi)部的傳導(dǎo)問(wèn)題，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得高精度的熱傳導(dǎo)分析結(jié)果。另一種CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）求解器用于熱對(duì)流和熱輻射模擬，通過(guò)流體流動(dòng)的實(shí)際模擬（如風(fēng)扇吹過(guò)PCB上的空氣）進(jìn)行對(duì)流和輻射的詳細(xì)建模，但該方法在處理傳導(dǎo)問(wèn)題時(shí)，要求盡量簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，所以達(dá)不到FEA的求解精度和效率。因此我們可以同時(shí)使用上述兩種仿真方法進(jìn)行熱分析工作，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的目的。
FEA求解器主要解決的區(qū)域
CFD求解器主要解決的區(qū)域
本文章以Cadence的Celsius Thermal Solver作為仿真工具，利用它的FEA-CFD電熱仿真流程實(shí)施分析工作，流程圖如下所示：
導(dǎo)入PCB文件，進(jìn)行電與熱相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行FEA仿真，得到包含PCB各區(qū)域功率耗散的簡(jiǎn)化仿真模型，再導(dǎo)入到CFD求解器中，添加風(fēng)扇、機(jī)箱等結(jié)構(gòu)實(shí)施CFD仿真，結(jié)果保存為一個(gè)CFD模型，代表設(shè)置環(huán)境（自然環(huán)境、風(fēng)冷或水冷等）下的真實(shí)傳熱系數(shù)，再回到FEA求解器中導(dǎo)入CFD模型作為邊界條件，重新執(zhí)行電熱仿真，最后得到精確的電熱仿真結(jié)果。
下面以一個(gè)PCB熱仿真實(shí)例，詳細(xì)說(shuō)明仿真步驟。
① FEA求解器提取簡(jiǎn)化模型
啟動(dòng)Cadence Celsius Thermal Solver，選擇并打開(kāi)Solid Objects Simulation for Layered Structures模塊，該模塊就是基于FEA求解仿真層狀結(jié)構(gòu)（PCB板）。
展開(kāi) 因此，對(duì)于板級(jí)熱分析來(lái)講，不僅要同時(shí)分析電氣和熱物理領(lǐng)域，更要兼顧熱傳導(dǎo)分析和熱對(duì)流分析，需要的是一個(gè)多物理場(chǎng)的仿真解決方案。
FEA（有限元分析）求解器是用于熱傳導(dǎo)電熱耦合分析的，該方法以傳熱系數(shù)為邊界條件，以簡(jiǎn)化的方式考慮對(duì)流和輻射效應(yīng)，詳細(xì)模擬固體內(nèi)部的傳導(dǎo)問(wèn)題，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得高精度的熱傳導(dǎo)分析結(jié)果。另一種CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）求解器用于熱對(duì)流和熱輻射模擬，通過(guò)流體流動(dòng)的實(shí)際模擬（如風(fēng)扇吹過(guò)PCB上的空氣）進(jìn)行對(duì)流和輻射的詳細(xì)建模，但該方法在處理傳導(dǎo)問(wèn)題時(shí)，要求盡量簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，所以達(dá)不到FEA的求解精度和效率。因此我們可以同時(shí)使用上述兩種仿真方法進(jìn)行熱分析工作，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的目的。
FEA求解器主要解決的區(qū)域
CFD求解器主要解決的區(qū)域
本文章以Cadence的Celsius Thermal Solver作為仿真工具，利用它的FEA-CFD電熱仿真流程實(shí)施分析工作，流程圖如下所示：
導(dǎo)入PCB文件，進(jìn)行電與熱相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行FEA仿真，得到包含PCB各區(qū)域功率耗散的簡(jiǎn)化仿真模型，再導(dǎo)入到CFD求解器中，添加風(fēng)扇、機(jī)箱等結(jié)構(gòu)實(shí)施CFD仿真，結(jié)果保存為一個(gè)CFD模型，代表設(shè)置環(huán)境（自然環(huán)境、風(fēng)冷或水冷等）下的真實(shí)傳熱系數(shù)，再回到FEA求解器中導(dǎo)入CFD模型作為邊界條件，重新執(zhí)行電熱仿真，最后得到精確的電熱仿真結(jié)果。
下面以一個(gè)PCB熱仿真實(shí)例，詳細(xì)說(shuō)明仿真步驟。
① FEA求解器提取簡(jiǎn)化模型
啟動(dòng)Cadence Celsius Thermal Solver，選擇并打開(kāi)Solid Objects Simulation for Layered Structures模塊，該模塊就是基于FEA求解仿真層狀結(jié)構(gòu)（PCB板）。
展開(kāi) PCB是電子設(shè)備當(dāng)中非常關(guān)鍵的部件之一，上面有著諸多元器件及芯片，電路工作狀態(tài)下會(huì)形成相應(yīng)的電磁能量輻射，是不可忽視的噪聲源，對(duì)整機(jī)系統(tǒng)的EMC性能，有著至關(guān)重要的作用，所以，利用仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行PCB的電磁輻射性能仿真是非常有必要的。
PCB的電磁輻射，多數(shù)情況可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品整機(jī)EMC RE認(rèn)證測(cè)試當(dāng)中的某些頻點(diǎn)不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，一般來(lái)說(shuō)噪聲源都是由于電路板上關(guān)鍵的一些高速/高頻器件或電路，可能通過(guò)PCB直接形成的輻射，也有可能通過(guò)輻射與設(shè)備內(nèi)部的IO線纜形成的耦合，如果能通過(guò)有效的途徑去分析和弱化PCB的電磁輻射能量，就有可能幫助整機(jī)產(chǎn)品順利通過(guò)相關(guān)RE認(rèn)證測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
1/ PCB電磁敏感度仿真
電子設(shè)備暴露在復(fù)雜電磁環(huán)境之下，由于耦合外界電磁能量，造成電子系統(tǒng)工作異常的 現(xiàn)象比比皆是，電磁噪聲可能通過(guò)電源信號(hào)線纜耦合進(jìn)電路，也可能通過(guò)空間輻射的方式直接與內(nèi)部電路耦合，PCB是電子設(shè)備中非常關(guān)鍵的部件之一，其中信號(hào)走線與電源都可能耦合輻射能量，形成感應(yīng)電壓/ 電流，從而干擾電路的正常工作，如圖1-1 所示。該案例從PCB的輻射感應(yīng)電壓的角度來(lái)仿真PCB的電磁敏感度(EMS)。
展開(kāi) 
PCB仿真的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
PCB仿真的最新內(nèi)容
Ansys Mechanical具有多種封裝PCB建模方案和大量封裝PCB結(jié)構(gòu)可靠性仿真案例。 本次演講將介紹Ansys Mechanical多種封裝PCB建模方法和基本原理，并從PCB封裝制造和使用階段可靠性出發(fā)，介紹客戶相關(guān)使用經(jīng)驗(yàn)。
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Ansys SIwave?：SIwave軟件專(zhuān)門(mén)用于PCB電磁仿真，為用戶提供了快速而強(qiáng)大的幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)入和信號(hào)完整性（SI）、電源完整性（PI）、電磁干擾（EMI）、阻抗和串?dāng)_建模方法。
Ansys Icepak?：PCB熱仿真和散熱設(shè)計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其專(zhuān)為PCB仿真構(gòu)建的用戶界面中包含了業(yè)界領(lǐng)先的多物理場(chǎng)求解器。
一期一會(huì) | 什么是信號(hào)完整性？4個(gè)月前
憑借良好的參數(shù)化設(shè)計(jì)和穩(wěn)健的仿真工具套件（如Ansys SIwave? PCB和封裝電磁仿真軟件以及Ansys HFSS? 3D高頻仿真軟件），工程師可快速進(jìn)行權(quán)衡研究，探索解決方案。
由于我們無(wú)法看到、聽(tīng)到或感覺(jué)到跡線中的電磁場(chǎng)或電流，因此，工程師采用仿真來(lái)讓所發(fā)生的磁場(chǎng)和通量可視化。
本次研討會(huì)旨在介紹pcb壓合仿真方案及模擬的工作流程，歡迎大家參加和交流。
推薦 | Ansys渠道合作伙伴11月活動(dòng)一覽6個(gè)月前
培訓(xùn)內(nèi)容：
1、Ansys Maxwell瞬態(tài)場(chǎng)仿真基本流程；
2、Ansys Maxwell瞬態(tài)場(chǎng)網(wǎng)格劃分介紹；
3、帶外電路的瞬態(tài)場(chǎng)仿真；
時(shí)間：11月28日，9:00-11:00
合作伙伴：上海恒士達(dá)科技有限公司
地點(diǎn)：線上
費(fèi)用：免費(fèi)
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11月28日 | PCB電熱力耦合仿真及案例分享
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