Анализ токовой нагрузки на проводники в Sigrity PowerDC Опции

[PCBtech]

Делаем проект PCB для одного заказчика, решили проверить с помощью Sigrity токовую нагрузку и перегрев цепей питания из-за протекающего тока.
Есть некоторые цепи, выполненные не полигонами, а проводником.
Результат интересный: часть трассировки надо переделывать, иначе будет сильный перегрев проводника или via.
Хотя вроде правила трассировки задавали с учетом максимальных протекающих токов.
Для примера, ниже картинки из Sigrity по некоторым цепям. Интересно, как-то аналитически можно
посчитать и корректно задать в САПР правила по ширине трассы и по необходимости дублирования переходных отверстий,
если знаешь макс. величину протекающего тока? Так, чтобы не надо было моделировать и потом переделывать проект?

[Uree]

Не вижу возможности - нет правил, описывающих параметры шейпов, например его мин. сечение, равно как и правил соединения шейпов переходными и их мин. кол-ва. А именно такие правила здесь были бы нужны...

[EvilWrecker]

Очень странно видеть от вас соединение термопада термоберьером, притом через 2 тычки, как и разводка питания тонкой трассой на километр- но мне вот что интересно: а смысл в такой возне, если достаточно дифференцировать термалы по корпусам(читай геометрическая зависимость толщины перемычки от размеров пада)?

Я встречал SKILL скрипты(внутреннее пользование) которые делали следующее:

- batch обновление термалов по правилу связанного с корпусами, цепью и током. Формула на последнее скрыта в дебрях скрипта, есть только значение под которое нужно делать геометрию и margin
- поиск одиночных виа(в т.ч. VIP )которые стоят обособленно от "силовой группы ", по правилу вписанной фигуры(квадрат/круг): попало отверстие/пад в периметр, помечает как DRC или убирает автоматом.

Мне конечно детали проекта неизвестны, но имхо тут и моделировать не нужно чтобы понять что так не надо питание вести

Не вижу возможности - нет правил, описывающих параметры шейпов, например его мин. сечение, равно как и правил соединения шейпов переходными и их мин. кол-ва. А именно такие правила здесь были бы нужны.

Все так- либо делать скрипт для отдельных объектов с упрощенным расчетами(проигрывает настоящем солверу) , либо изначально следить за разводкой(что имхо проще). Но со встроенными правилами было бы всяко лучше, спору нет.

Самый же общий ответ на

Интересно, как-то аналитически можно
посчитать и корректно задать в САПР правила по ширине трассы и по необходимости дублирования переходных отверстий,если знаешь макс. величину протекающего тока? Так, чтобы не надо было моделировать и потом переделывать проект?

Посчитать руками хоть в маткад экспрессе нужные числа и на их основании строить правила. При наличии желания можно сделать мини программку с гуи для внутреннего пользования- я в свое время так делал документ Wolfram Mathematica.

[Карлсон]

А можно вопрос не по теме, а по картинкам?

На ваш взгляд допустимо делать отводы под 45 градусов от основного проводника? (последняя картинка, и не только она)
Почему везде такие тонкие перемычки термобарьеров?
Почему площадки без скруглений?

[PCBtech]

А можно вопрос не по теме, а по картинкам?

На ваш взгляд допустимо делать отводы под 45 градусов от основного проводника? (последняя картинка, и не только она)
Почему везде такие тонкие перемычки термобарьеров?
Почему площадки без скруглений?

Ваш вопрос вполне по теме. Действительно, помимо банальных проблем с прокладкой питания, тут есть множество
не очень технологичных мест.

Но, к сожалению, мы в данном проекте ограничены, есть предварительная топология от заказчика, как бы "референс",
мы должны строго ее придерживаться, а если отклоняемся от нее, должны обосновывать.
Потому и моделируем в Sigrity, и питание с теплом, и целостность сигналов, и целостность питаний.
Вообще говоря, это очень помогает в обнаружении и исправлении "узких мест", особенно когда проект разрабатывается на основе какого-то прототипа,
взятого извне.

[AlexandrY]

Вообще говоря, это очень помогает в обнаружении и исправлении "узких мест", особенно когда проект разрабатывается на основе какого-то прототипа,
взятого извне.

Тут гораздо интереснее сколько времени шел анализ, адаптивная ли сетка конечных элементов и какой минимальный был у нее размер.
Почему так странно нагревается дорожка словно окружена абсолютно холодными стенками с абсолютной теплопроводностью.
Картинка не похожа на реалистичную.
Проблемы с заданием граничных условий?
Нагрев самих компонентов также не виден.
Имеет ли смысл такая симуляция без компонентов?
Конвекция тоже видимо не учитывается?

[Карлсон]

А это не нагрев показан, а плотность тока в проводнике.

[AlexandrY]

А это не нагрев показан, а плотность тока в проводнике.

Похоже на то.
Т.е. теперь надо брать калькулятор и пересчитывать в градусы цельсия?

[Карлсон]

Нет, ЕМНИП там надо просто еще одну симуляцию именно на нагрев запустить.

[rom67]

Правильно ли я понимаю, что L1 на нижеприведенной картинке - это выводной элемент? Т.е. не SMD.
В противном случае неправильно подключён L1.
Сейчас он симулируется как точечный объект (типа выводного элемента), и ток течет через точку, в которых получается очень большая плотность тока.

[PCBtech]

Похоже на то.
Т.е. теперь надо брать калькулятор и пересчитывать в градусы цельсия?

Можно в Sigrity и температуру посмотреть, если знать внешние условия.
В данном случае это не так важно, потому что тут у нас искомый параметр - именно макс. плотность тока,
которая не должна быть превышена. Так удобнее искать "узкие" места в топологии платы.

А вообще - там можно посмотреть влияние конвекции в воздухе, а можно посмотреть нагрев в вакууме -
это кому как нужно. Учесть нагрев компонентов тоже можно - это у нас как отдельный этап моделирования проходит.
Измеряем в том числе совокупный нагрев - и от протекающих токов, и от энергии потребления компонентов.
Учитывается вся трассировка платы, толщина меди в слоях и т.д.

Вот кусок отчета для заказчика, в качестве примера:

[vvvv]

Тоже самое хотел сказать температуру смотреть бессмысленно, она зависит от внешних условий,
которые сложно контролировать, а плотность тока параметр постоянный, зависит только от геометрии платы.

[AlexandrY]

потому что тут у нас искомый параметр - именно макс. плотность тока,
которая не должна быть превышена. Так удобнее искать "узкие" места в топологии платы.

Я так понимаю, что плотность тока вычислялась именно потому что симуляция на нагрев слишком трудоемкая.
А то зачем вычислять плотность тока если на раз у вас есть полная картина всех перегревов.
Я представляю сколько часов длится симуляция платы с деталями где у каждой свой материал и своя геометрическая модель.
А еще сформировать спецификации неких PowerTree тоже та еще песня.

[PCBtech]

Правильно ли я понимаю, что L1 на нижеприведенной картинке - это выводной элемент? Т.е. не SMD.
В противном случае неправильно подключён L1.
Сейчас он симулируется как точечный объект (типа выводного элемента), и ток течет через точку, в которых получается очень большая плотность тока.

Нет, это элемент SMD, но нас не особо интересует плотность тока под ним, т.к. на этот параметр мы повлиять не в силах - он определяется
типоразмером и исполнением компонента, а также пайкой.
Поэтому для упрощения делаем по-умолчанию подключение в виде точки, чтобы не заморачиваться на учет реальной площади пайки.
При желании можно проработать и "распределенное" подключение, с учетом площади, но тут на настройках проекта потратишь больше времени,
а результатов дополнительных это не даст. Гораздо больший интерес представляет плотность тока на проводниках.

Sigrity хорош тем, что можно очень быстро втянуть проект из ODB++, всего несколько настроек мощности для потребляющих компонентов, и мы видим результат.
Иначе не выживем: время - деньги, а заказчики лишних денег платить не будут, да и время на сдачу проекта у нас очень жестко ограничено.

[AlexandrY]

Тоже самое хотел сказать температуру смотреть бессмысленно, она зависит от внешних условий,
которые сложно контролировать, а плотность тока параметр постоянный, зависит только от геометрии платы.

Умеете плотность тока конвертировать в перегрев в зависимости от внешних условий?