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R課堂 | 什么是DC-DC轉(zhuǎn)換器的熱仿真

羅姆半導(dǎo)體集團(tuán) ? 來源:未知 ? 2022-11-23 08:20 ? 次閱讀


本文的關(guān)鍵要點(diǎn)

?ROHM Solution Simulator的熱分析功能具有以下特點(diǎn):

– 可對含有功率半導(dǎo)體、IC和無源器件的電路進(jìn)行熱-電耦合分析。

– 除了電路工作期間的半導(dǎo)體芯片溫度(結(jié)溫)分析外,還可以對引腳溫度和電路板上元器件之間的熱干擾情況進(jìn)行分析。

– 過去需要近一天時(shí)間的熱分析仿真,如今在10分鐘以內(nèi)即可完成。

– 可以輕松地進(jìn)行熱分析,因此可以預(yù)先進(jìn)行充分的熱設(shè)計(jì),從而可減少試制返工并縮短開發(fā)周期。


在“DC-DC轉(zhuǎn)換器的熱仿真”系列中,將介紹使用ROHM Solution Simulator對耐壓80V、輸出5A的DC-DC轉(zhuǎn)換器IC“BD9G500EFJ-LA”組成的電源電路進(jìn)行電路工作仿真,還會介紹可以同時(shí)執(zhí)行該IC和外置器件肖特基勢壘二極管RB088BM100TL”溫度仿真的仿真環(huán)境及其使用方法。


什么是

ROHM Solution Simulator的熱仿真


該仿真工作需要使用ROHM Solution Simulator中新增的熱分析功能。首先,簡單為您介紹一下這種熱分析功能。


ROHM Solution Simulator中新增的熱分析功能包含在ROHM Solution Simulator用的仿真模型——Solution Circuit中。目前共有10種具有熱分析功能的Solution Circuit,今后還會逐步增加。這里使用的BD9G500EFJ-LA的Solution Circuit也是這10種電路之一。


ROHM Solution Simulator的熱分析功能具有以下特點(diǎn):

可對含有功率半導(dǎo)體、IC和無源器件的電路進(jìn)行熱-電耦合分析。

除了電路工作期間的半導(dǎo)體芯片溫度(結(jié)溫)分析外,還可以對引腳溫度和電路板上元器件之間的熱干擾情況進(jìn)行分析。

過去需要近一天時(shí)間的熱分析仿真,如今在10分鐘以內(nèi)即可完成。

可以輕松地進(jìn)行熱分析,因此可以預(yù)先進(jìn)行充分的熱設(shè)計(jì),從而可減少試制返工并縮短開發(fā)周期。


該熱分析功能,是使用熱流體分析工具對從實(shí)際電路板計(jì)算出的散熱相關(guān)參數(shù)進(jìn)行3D建模,并將三維數(shù)據(jù)降維為一維,以便可以通過電路仿真器進(jìn)行熱分析,從而進(jìn)行電和熱的耦合分析。耦合分析是考慮了電、熱、流場等兩種或多種不同影響因素的交叉作用和相互影響,并對穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)進(jìn)行計(jì)算的一種分析方法。其示意圖如下:

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在該熱仿真中,不僅可以確認(rèn)在電路工作過程中發(fā)生變化的半導(dǎo)體結(jié)溫(芯片溫度)TJ、封裝頂部表面溫度TT和焊料表面溫度TFIN,還可以確認(rèn)SPICE熱模型原本無法確認(rèn)的電路板上的外圍元器件溫度和模塊內(nèi)部的芯片熱干擾等。

點(diǎn)擊查看大圖


此外,仿真時(shí)間也大大縮短。以往進(jìn)行這種熱分析仿真需要十幾個(gè)小時(shí)甚至將近一天的時(shí)間,而如今使用ROHM Solution Simulator,在10分鐘以內(nèi)即可完成。

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使用ROHM Solution Simulator,可以進(jìn)行如上所述的熱分析。


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我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了ROHM舉辦的研討會的講義資料和DC-DC轉(zhuǎn)換器的選型指南等可以下載的資料。

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