通过WEBENCH WebTHERM PCB 编辑器实现散热仿真

WebTHERM™ 软件已经在2001年用于WEBENCH®电源设计。它从一款针对有限数量组件的单层仿真器发展为一个支持超过550款设计的软件，其中包括多达6层的电路板。

在最开始，这款工具具有固定的电路板大小和形状，这些参数通常由已知的良好电源评估板布局布线决定。不过，TI WEBENCH团队的成员认识到，很多用户希望看到与特定电路板设计限制有关的热数据。正因如此，你现在可以使用全新的WEBENCH WebTHERM印刷电路板 (PCB) 散热编辑器和仿真器来创建和测试针对特定设计的散热结果。这一特性使你能够深入研究布局布线比较设计中的散热结果，从而在一开始就作出正确选择，以加快上市时间。

对于一款指定的WEBENCH电源设计，设计工作通常是从集成电路 (IC) 的评估PCB开始的；这个评估PCB是一款针对热特性和噪声的已知良好布局布线。它与你在WEBENCH设计中专门创建的设计值以及所选择的组件匹配。WebTHERMAL热仿真器的基本功能使你能够更改铜覆区重量、电路板朝向、顶部与底部环境温度、输入电压、负载电流、边缘边界条件、以及空气流动。

在定制这些参数后，你可以通过以下步骤来编辑热仿真铜覆区模型（请见图1）：

• 在任一款可用电路板层上移动、添加、删除铜覆区模型，并且改变其大小。

• 移动、添加、删除散热过孔，并且改变其大小。

其它编辑特性包括：

• 剪切/复制/粘贴。

• 取消/重做编辑。

• 可定制的网格和标尺使你能够：

• 更改尺寸。

• 在英制 (mil) 和SI公制 (mm) 单位之间切换。

• 可选元件/层显示。

• 在线帮助。

图1：WEBENCH WebTHERM PCB热编辑器和仿真器中，显示大小已经调整的铜质元件的主要编辑接口。

你可以将一个仿真中的编辑文件保留到下一个仿真中（使用任一款仿真作为设计起点）或者随时重新开始设计。全新的仿真结果页面（具有可分类列—请见图2）使你能够更加轻松地在不同仿真之间比较结果。此外，你可以生成针对你所选择的任一一款散热仿真的详细报告。

图2：仿真结果表可实现不同仿真运行的背靠背比较。

下面的图3中给出的是这款编辑工具在真实环境中的使用方法示例。在电路板上，只为电源分配了1.5英寸见方的区域，并且所有组件的温度必须低于85˚C。你可以创建一个WEBENCH设计，并且这款设计与你的电源电气技术规格十分匹配。

你运行一个WebTHERM仿真，而最初已知良好电路板布局布线显示出的最大组件温度为60˚C；这个温度值还可以，不过这个2.3 x 2英寸的尺寸太大了。由于噪声问题，你想要保留评估板PCB的总体路由走线。因此，你在仍然保持同样的总体路由走线的同时，通过将铜覆区的边缘缩小到1.5英寸见方以内，来试着减小占板面积。在全新布局布线上，温度从最初的60˚C上升到66˚C。这个值完全在你所需的85˚C技术规格以内，因此你使用了这款设计。

图3：在使用更小的铜覆区面积时，编辑之前（左侧）和编辑之后（右侧）的结果显示温度在85˚C技术规格之内

全新的WEBENCH WebTHERM PCB热编辑器和仿真器使你能够定制满足你需要的热仿真。这意味着，在你决定采用一款实际的原型设计之前，可以改进之前对于设计的了解、认识以及优化，从而节省了时间与资源。从已知的良好电路板布局布线入手，开始一款已优化的电源设计；这个电路板布局布线上已经组装了符合电气需求的组件—然后可以调整电路板设计散热模型，来满足你的散热需求—引入了一款独特且强大的功能来减少设计反复。