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R課堂 | 什么是DC-DC轉(zhuǎn)換器的熱仿真

發(fā)布人:12345zhi 時間:2022-11-24 來源:工程師 發(fā)布文章

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”組成的電源電路進行電路工作仿真,還會介紹可以同時執(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:

? 可對含有功率半導體、IC和無源器件的電路進行熱-電耦合分析。

? 除了電路工作期間的半導體芯片溫度(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行分析。

? 過去需要近一天時間的熱分析仿真,如今在10分鐘以內(nèi)即可完成。

? 可以輕松地進行熱分析,因此可以預(yù)先進行充分的熱設(shè)計,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際電路板計算出的散熱相關(guān)參數(shù)進行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行熱分析,從而進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)進行計算的一種分析方法。其示意圖如下:

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在該熱仿真中,不僅可以確認在電路工作過程中發(fā)生變化的半導體結(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SPICE熱模型原本無法確認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。

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此外,仿真時間也大大縮短。以往進行這種熱分析仿真需要十幾個小時甚至將近一天的時間,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,可以進行如上所述的熱分析。

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