什么是DC-DC轉換器的熱仿真

在“DC-DC轉換器的熱仿真”系列中，將介紹使用ROHM Solution Simulator對耐壓80V、輸出5A的DC-DC轉換器IC“BD9G500EFJ-LA”組成的電源電路進(jìn)行電路工作仿真，還會(huì )介紹可以同時(shí)執行該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。

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)：

– 可對含有功率半導體、IC和無(wú)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體芯片溫度（結溫）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(guò)去需要近一天時(shí)間的熱分析仿真，如今在10分鐘以?xún)燃纯赏瓿伞?/p>

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

在“DC-DC轉換器的熱仿真”系列中，將介紹使用ROHM Solution Simulator對耐壓80V、輸出5A的DC-DC轉換器IC“BD9G500EFJ-LA”組成的電源電路進(jìn)行電路工作仿真，還會(huì )介紹可以同時(shí)執行該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(jiǎn)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(huì )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)：

? 可對含有功率半導體、IC和無(wú)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體芯片溫度（結溫）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(guò)去需要近一天時(shí)間的熱分析仿真，如今在10分鐘以?xún)燃纯赏瓿伞?/p>

? 可以輕松地進(jìn)行熱分析，因此可以預先進(jìn)行充分的熱設計，從而可減少試制返工并縮短開(kāi)發(fā)周期。

該熱分析功能，是使用熱流體分析工具對從實(shí)際電路板計算出的散熱相關(guān)參數進(jìn)行3D建模，并將三維數據降維為一維，以便可以通過(guò)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(chǎng)等兩種或多種不同影響因素的交叉作用和相互影響，并對穩態(tài)和瞬態(tài)進(jìn)行計算的一種分析方法。其示意圖如下：

在該熱仿真中，不僅可以確認在電路工作過(guò)程中發(fā)生變化的半導體結溫（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(wú)法確認的電路板上的外圍元器件溫度和模塊內部的芯片熱干擾等。

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?xún)燃纯赏瓿伞?/p>

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