【導(dǎo)讀】為適應(yīng)電熱強(qiáng)耦合仿真需求，ANSYS在ANSYS Electronics Desktop（電子桌面）下集成Icepak求解器，并針對電熱仿真應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，使電子工程師無需掌握專業(yè)的熱分析理論也可以很方便開展電子產(chǎn)品熱分析。下面通過包含一對差分線的PCB模型介紹電熱聯(lián)合仿真方法。
隨著通信產(chǎn)品小型化、高密度的發(fā)展趨勢，越來越多的高頻、高速系統(tǒng)以模塊化的形態(tài)出現(xiàn)。
特別是大規(guī)模集成電路使用，導(dǎo)致PCB電源功率密度越來越高，電源網(wǎng)絡(luò)損耗引起熱問題成為影響產(chǎn)品可靠性的重要因素。
ANSYS多物理場仿真方案可以協(xié)同考慮電磁、熱、結(jié)構(gòu)之間的相互效應(yīng)和影響，為產(chǎn)品設(shè)計提供一體化解決方案。
01 建立電磁分析模型
在HFSS中建立包含一對差分線的PCB模型，如圖1，PCB尺寸：50mm*50mm*6mm，中間兩條紅色線為一對差分線。介質(zhì)為FR4，金屬為銅材料。
02 建立電磁分析模型
差分線配置4個Lumped port，并配置端口參數(shù)；添加邊界條件并進(jìn)行仿真。
03 PCB電磁損耗
04 同工程下添加Icepak design
05 建立熱仿真模型
復(fù)制HFSS PCB模型（注意不包括空氣盒子）到icepak中；
06 配置材料熱屬性
材料熱屬性咨詢供應(yīng)商提供，圖6中參數(shù)只顯示操作，具體數(shù)值不具有實際意義。
07 添加激勵-熱源
電磁損耗（主要考慮金屬部分損耗）作為熱源，通過link HFSS電磁仿真結(jié)果實現(xiàn)。選中差分線和金屬地，配置激勵。
08 配置monitor
配置參考點(diǎn)作為監(jiān)視對象，參考點(diǎn)的參數(shù)作為熱分析收斂計算條件。
09 設(shè)置仿真配置
10 熱仿真及后處理
11 總結(jié)
電子工程師通常缺乏熱相關(guān)基礎(chǔ)，產(chǎn)品熱設(shè)計只能求助熱分析工程師。ANSYS通過電熱聯(lián)合仿真平臺，極大降低了熱分析難度，使電子工程師能夠快速上手進(jìn)行熱分析，極大降低產(chǎn)品研制周期。
