سیم پیچ PCB مسطح
معرفی
سیم پیچ های مسطح روی برد مدار چاپی (PCB) به طور گسترده ای به عنوان مثال در شناسایی فرکانس رادیویی، شارژ بی سیم و دستگاه های میکرو موتور استفاده می شود. این مدل آموزشی نشان می دهد که چگونه از رابط فیزیک Shells به همراه رابط فیزیک میدان مغناطیسی برای محاسبه مقاومت و اندوکتانس یک سیم پیچ PCB مسطح استفاده کنید. رابط Electric Currents in Shells مزیت ترسیم کل طرح سیم پیچ را به صورت مسطح و روی یک صفحه ارائه می دهد. یک سیم پیچ با سه پیچ و دو ویا همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است مدل سازی شده است اما این مدل عملکردی را نشان می دهد که برای طیف گسترده ای از پیکربندی های هندسی قابل استفاده است.
شکل 1: ساختار یک سیم پیچ PCB ساده.
تعریف مدل
سیم پیچ PCB مسطح از مس با ضخامت 0.1 میلی متر ساخته شده است. جریان از یک ترمینال در لایه بالایی به لایه پایینی از طریق یک Via جریان می یابد، از طریق یک دوم به لایه بالایی باز می گردد و سپس به ترمینال دیگری که به زمین متصل است. شایان ذکر است که استفاده از انتخاب ها امکان شناسایی خودکار تمامی گذرگاه ها را فراهم کرده است. بستر PCB معمولاً از رزین اپوکسی ساخته شده است که بین لایههای رسانا عایق میشود. از آنجایی که فقط هدایت جریان مورد توجه است، مدل از تنظیمات مواد هوا (رسانایی صفر) نیز در بستر استفاده می کند.
با حل جریان های الکتریکی، مسئله پوسته افت پتانسیل الکتریکی را در امتداد رسانا ایجاد می کند و مقاومت توده ای R طبق قانون اهم محاسبه می شود.
(1)
که در آن U پتانسیل الکتریکی در ترمینال جریان و I جریان تزریقی است (1 A در تنظیم مدل فعلی). سپس چگالی جریان سطحی محاسبه شده در سیم پیچ به عنوان عبارت منبع در قانون آمپر برای محاسبه توزیع میدان مغناطیسی در فضای اطراف سیم پیچ اعمال می شود.
توجه داشته باشید که در اینجا جریان های الکتریکی برای یک مسیر باز محاسبه شده است. با این حال، هنگام برخورد با میدانهای مغناطیسی، بستن مسیر جریان اجباری است زیرا پایستگی جریان/بار در قانون آمپر ذاتی است. برای این منظور، یک سطح عایق مغناطیسی اضافی بین زمین و ترمینال جریان اضافه می شود. این چگالی جریان سطحی واکنش (القای عددی) را به همراه خواهد داشت، که باعث میشود محلول با طبیعت بدون واگرایی جریانها در قانون آمپر سازگار باشد.
اندوکتانس را می توان به عنوان نسبت شار مغناطیسی متصل به جریان به دست آورد. در مورد یک سیم پیچ، اندوکتانس را می توان با استفاده از جریان و انرژی مغناطیسی نیز محاسبه کرد. به طور خاص اندوکتانس سیم پیچ را می توان به صورت بیان کرد
(2)
که در آن W m کل انرژی مغناطیسی در فضا است.
نتایج و بحث
مدل با استفاده از حل کننده ثابت پیش فرض حل می شود. نمودار توزیع پتانسیل الکتریکی روی سطح سیم پیچ در شکل 2 نشان داده شده است . توجه داشته باشید که این نمودار پیش فرض به طور خودکار لایه ها را در موقعیت های مناسب خود قرار می دهد.
شکل 2: توزیع پتانسیل الکتریکی روی سطح سیم پیچ PCB.
نمودار میدان مغناطیسی پیش فرض در شکل 3 نشان داده شده است . فلش هایی که چگالی جریان سطح روی سیم پیچ را نشان می دهد اضافه شده است.
شکل 3: چگالی جریان سطحی شبیه سازی شده سیم پیچ و میدان مغناطیسی اطراف آن.
به عنوان آخرین مرحله، مقاومت سیم پیچ و اندوکتانس به ترتیب به 21.5 m Ω و 0.06 μH ارزیابی می شوند .
مسیر کتابخانه برنامه: ACDC_Module/Devices,_Inductive/planar_pcb_coil
دستورالعمل مدلسازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی Model Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
|
در پنجره Model Wizard ، روی 3D کلیک کنید .
|
2
|
در درخت Select Physics ، AC/DC>Electric Fields and Currents>Electric Currents in Shells (ecis) را انتخاب کنید .
|
3
|
روی افزودن کلیک کنید .
|
4
|
روی مطالعه کلیک کنید .
|
5
|
در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید .
|
6
|
روی Done کلیک کنید .
|
مواد را اضافه کنید
1
|
در نوار ابزار Home ، روی Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود .
|
2
|
به پنجره Add Material بروید .
|
3
|
در درخت، Built-in>Copper را انتخاب کنید .
|
4
|
روی Add to Global Materials در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
|
5
|
در درخت، Built-in>FR4 (Circuit Board) را انتخاب کنید .
|
6
|
کلیک راست کرده و Add to Global Materials را انتخاب کنید .
|
7
|
در نوار ابزار Home ، روی Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود .
|
تعاریف جهانی
متالیزاسیون بالایی
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions ، روی Materials راست کلیک کرده و Layered Material را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای لایه لایه ، Upper Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Layer Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
لایه
|
مواد
|
چرخش (درجه)
|
ضخامت
|
عناصر مش
|
With_up
|
مس (mat1)
|
0.0
|
1E-4
|
2
|
متالیزاسیون پایین
1
|
روی Materials کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای مواد لایهای ، Lower Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Layer Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
لایه
|
مواد
|
چرخش (درجه)
|
ضخامت
|
عناصر مش
|
With_down
|
مس (mat1)
|
0.0
|
1E-4
|
2
|
از طریق متالیزاسیون
1
|
روی Materials کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای لایه لایه ، Vias Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Layer Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
لایه
|
مواد
|
چرخش (درجه)
|
ضخامت
|
عناصر مش
|
Cu_vias
|
مس (mat1)
|
0.0
|
2E-4
|
2
|
هندسه 1
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه کار کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> چند ضلعی 1 (pol1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Polygon کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید .
|
3
|
از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت متن xw ، -6 -6 -5.5 -5.5 -4 -4 4.5 4.5 -3 -3 3.5 3.5 -2 -2 -2 2.5 2.5 -1 -1 -0.5 -0.5 2 2 -1.5 -1.5 – تایپ کنید 1.5 3 3 -2.5 -2.5 4 4 -3.5 -3.5 -5.5 -5.5 -6 .
|
5
|
در قسمت متن yw ، 0.5 2 2 1.5 1.5 3.5 3.5 -4 -4 2.5 2.5 -3 -3 -2 1.5 1.5 -2 -2 -1 -1 -1.5 -1.5 1 1 -2 -2.5 -2.5 2 2 -3.5 -3.5 3 3 1 1 0.5 0.5 .
|
6
|
روی Build Selected کلیک کنید .
|
7
|
روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> دایره 1 (c1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Circle کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Radius ، 0.5 را تایپ کنید .
|
4
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -0.75 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن yw ، -0.75 را تایپ کنید .
|
6
|
روی Build Selected کلیک کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> چند ضلعی 2 (pol2)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Polygon کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید .
|
3
|
از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت نوشتار xw ، -6 -6 -5.5 -5.5 -4 -4 -5.5 -5.5 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن yw ، -1.5 0 0 -0.5 -0.5 -1 -1 -1.5 را تایپ کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> دایره 2 (c2)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Circle کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Radius ، 0.5 را تایپ کنید .
|
4
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -3.75 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن yw ، -0.75 را تایپ کنید .
|
6
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Build All کلیک کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> اتحادیه 1 (uni1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا همه اشیا انتخاب شوند.
|
صفحه کار 1 (wp1)> حذف نهادهای 1 (del1)
1
|
روی Plane Geometry کلیک راست کرده و Delete Entities را انتخاب کنید .
|
2
|
در شی uni1 ، فقط Boundaries 15-17، 38، 39 و 42 را انتخاب کنید.
|
صفحه کار 2 (wp2)
در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Work Plane را انتخاب کنید .
صفحه کار 2 (wp2)> چند ضلعی 1 (pol1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Polygon کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات چند ضلعی ، بخش مختصات را پیدا کنید .
|
3
|
از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت نوشتار xw ، -3.5 -1 -1 -3.5 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن yw ، -0.5 -0.5 -1 -1 را تایپ کنید .
|
6
|
روی Build Selected کلیک کنید .
|
7
|
روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
|
صفحه کار 2 (wp2)> دایره 1 (c1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Circle کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Radius ، 0.5 را تایپ کنید .
|
4
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -0.75 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن yw ، -0.75 را تایپ کنید .
|
صفحه کار 2 (wp2)> دایره 2 (c2)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Circle کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Radius ، 0.5 را تایپ کنید .
|
4
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -3.75 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن yw ، -0.75 را تایپ کنید .
|
6
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Build All کلیک کنید .
|
صفحه کار 2 (wp2)> اتحادیه 1 (uni1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا همه اشیا انتخاب شوند.
|
Work Plane 2 (wp2)> Delete Entities 1 (del1)
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Plane Geometry کلیک راست کرده و Delete Entities را انتخاب کنید .
|
2
|
در شی uni1 ، فقط Boundaries 1-3 و 6-8 را انتخاب کنید.
|
صفحه کار 3 (wp3)
در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Work Plane را انتخاب کنید .
صفحه کار 3 (wp3)> مستطیل 1 (r1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Rectangle کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Width 0.5 را تایپ کنید .
|
4
|
در قسمت متن ارتفاع ، 0.5 را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -6 را تایپ کنید .
|
لایه بالایی
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Geometry 1 روی Work Plane 1 (wp1) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، لایه بالایی را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . زیربخش انتخاب تجمعی را پیدا کنید . روی New کلیک کنید .
|
4
|
در کادر محاوره ای New Cumulative Selection ، در قسمت متن نام، Top را تایپ کنید .
|
5
|
روی OK کلیک کنید .
|
لایه پایین
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Geometry 1 روی Work Plane 2 (wp2) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، لایه پایین را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . زیربخش انتخاب تجمعی را پیدا کنید . روی New کلیک کنید .
|
4
|
در کادر محاوره ای New Cumulative Selection ، در قسمت متن نام ، Bottom را تایپ کنید .
|
5
|
روی OK کلیک کنید .
|
لایه عایق مغناطیسی
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Geometry 1 روی Work Plane 3 (wp3) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات صفحه کار ، Magnetic Insulation Layer را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . زیربخش انتخاب تجمعی را پیدا کنید . روی New کلیک کنید .
|
4
|
در کادر محاوره ای New Cumulative Selection ، Insulation را در قسمت متن نام تایپ کنید .
|
5
|
روی OK کلیک کنید .
|
اکنون بلوکی را اضافه کنید که حوزه ای را تشکیل می دهد که میدان مغناطیسی اطراف سیم پیچ را در آن حل کنید.
بلوک 1 (blk1)
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی Block کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Width عدد 18 را تایپ کنید .
|
4
|
در قسمت Depth text عدد 17 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن ارتفاع ، 10 را تایپ کنید .
|
6
|
قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید .
|
7
|
روی Build Selected کلیک کنید .
|
فرم اتحادیه (فین)
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی ساختن همه کلیک کنید .
|
2
|
روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
|
تعاریف
پنهان کردن برای هندسه 1
1
|
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions را گسترش دهید .
|
2
|
روی View 1 کلیک راست کرده و گزینه Hide for Geometry را انتخاب کنید .
|
3
|
در پنجره تنظیمات برای Hide for Geometry ، بخش Selection را پیدا کنید .
|
4
|
از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید .
|
5
|
در باله شی ، فقط مرزهای 1، 2 و 4 را انتخاب کنید.
|
هندسه 1
Vias
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Vias را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید .
|
4
|
در باله شی ، فقط مرزهای 9 و 17 را انتخاب کنید.
|
PCB
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت Label text، PCB را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Input Entities را پیدا کنید . روی افزودن کلیک کنید .
|
6
|
در کادر محاورهای افزودن ، در فهرست انتخابها برای افزودن ، بالا و پایین را انتخاب کنید .
|
7
|
روی OK کلیک کنید .
|
تقاطع ها و گذرگاه ها
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی Selections کلیک کنید و گزینه Intersection Selection را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای انتخاب تقاطع ، قسمت سطح موجودیت هندسی را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت نوشتار Label ، Intersections and Vias را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Input Entities را پیدا کنید . روی افزودن کلیک کنید .
|
6
|
در کادر محاورهای افزودن ، در فهرست انتخابها برای تقاطع ، بالا و پایین را انتخاب کنید .
|
7
|
روی OK کلیک کنید .
|
تقاطع ها
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی Selections کلیک کنید و Difference Selection را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای انتخاب تفاوت ، قسمت سطح موجودیت هندسی را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت Label text، Intersections را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Input Entities را پیدا کنید . روی افزودن کلیک کنید .
|
6
|
در کادر محاوره ای افزودن ، Intersections و Vias را در لیست Selections to add انتخاب کنید .
|
7
|
روی OK کلیک کنید .
|
8
|
در پنجره Settings for Difference Selection ، بخش Input Entities را پیدا کنید .
|
9
|
روی افزودن کلیک کنید .
|
10
|
در کادر محاورهای افزودن ، Vias را در لیست انتخابها برای تفریق انتخاب کنید .
|
11
|
روی OK کلیک کنید .
|
12
|
در نوار ابزار Geometry ، روی ساختن همه کلیک کنید .
|
مواد را اضافه کنید
1
|
در نوار ابزار Home ، روی Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود .
|
2
|
به پنجره Add Material بروید .
|
3
|
در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید .
|
4
|
روی انتهای سمت راست دکمه تقسیم Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید.
|
5
|
از منو، Component 1 (comp1) را انتخاب کنید .
|
6
|
در نوار ابزار Home ، روی Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود .
|
مواد
هوا (مت3)
1
|
در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید .
|
2
|
از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید .
|
3
|
از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید .
|
متالیزاسیون بالایی
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Materials راست کلیک کرده و Layers>Layered Material Stack را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پشته مواد لایهای ، Upper Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، بالا را انتخاب کنید .
|
4
|
قسمت Orientation and Position را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت پایین در مرز را انتخاب کنید .
|
پشتیبان گیری تحت متالیزاسیون بالایی
1
|
روی Upper Metalization کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای لایه لایه ، قسمت تعریف لایه را پیدا کنید .
|
3
|
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
لایه
|
مواد
|
چرخش (درجه)
|
ضخامت (متر)
|
عناصر مش
|
پشتیبان گیری
|
FR4 (برد مدار) (mat2)
|
0.0
|
3E-4
|
2
|
4
|
در قسمت نوشتار برچسب ، Backing Under Upper Metalization را تایپ کنید .
|
5
|
روی Backing Under Upper Metalization کلیک راست کرده و Move Up را انتخاب کنید .
|
متالیزاسیون بالایی
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials>Upper Metalization (stlmat1) روی Layered Material Link 1 (stlmat1.stllmat1) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پیوند مواد لایهای ، Upper Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
متالیزاسیون پایین
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Layers>Layered Material Stack را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پشته مواد لایهای ، Lower Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، پایین را انتخاب کنید .
|
4
|
قسمت Orientation and Position را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت پایین در مرز را انتخاب کنید .
|
متالیزاسیون پایین
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Layered Material Link 1 (stlmat2.stllmat1) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Material ، Lower Metalization (lmat2) را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت نوشتار Label ، Lower Metalization را تایپ کنید .
|
تقاطع ها
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Layers>Layered Material Stack را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پشته مواد لایه ای ، Intersections را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، تقاطع ها را انتخاب کنید .
|
4
|
قسمت Orientation and Position را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت پایین در مرز را انتخاب کنید .
|
متالیزاسیون پایین
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Layered Material Link 1 (stlmat3.stllmat1) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Material ، Lower Metalization (lmat2) را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت نوشتار Label ، Lower Metalization را تایپ کنید .
|
مقره تقاطع
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Intersections (stlmat3) کلیک راست کرده و Layered Material را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای لایه لایه ، Intersection Insulator را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Layer Definition را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
لایه
|
مواد
|
چرخش (درجه)
|
ضخامت (متر)
|
عناصر مش
|
عایق
|
FR4 (برد مدار) (mat2)
|
0.0
|
2E-4
|
2
|
متالیزاسیون بالایی
1
|
روی Intersections (stlmat3) کلیک راست کرده و Layered Material Link را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پیوند مواد لایهای ، Upper Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
Vias
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Layers>Layered Material Stack را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پشته مواد لایه ای ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست انتخاب ، Vias را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت Label text Vias را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Orientation and Position را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت پایین در مرز را انتخاب کنید .
|
متالیزاسیون پایین
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials>Vias (stlmat4) روی Layered Material Link 1 (stlmat4.stllmat1) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات پیوند لایه لایه ، Lower Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید . از لیست Material ، Lower Metalization (lmat2) را انتخاب کنید .
|
از طریق متالیزاسیون
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Vias (stlmat4) کلیک راست کرده و Layered Material Link را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پیوند لایه لایه ، قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Material ، Vias Metalization (lmat3) را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت نوشتار Label ، Vias Metalization را تایپ کنید .
|
متالیزاسیون بالایی
1
|
روی Vias (stlmat4) کلیک راست کرده و Layered Material Link را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پیوند مواد لایهای ، Upper Metalization را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
جریان های الکتریکی در پوسته ها (ECIS)
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Electric Currents in Shells (ecis) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای جریان های الکتریکی در پوسته ها ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست انتخاب ، PCB را انتخاب کنید .
|
4
|
قسمت Shell Properties را پیدا کنید . از لیست نوع پوسته ، پوسته لایه ای را انتخاب کنید .
|
پوسته رسانا 1
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)> Electric Currents in Shells (ecis)> Conductive Shell 1 را گسترش دهید ، سپس روی Conductive Shell 1 کلیک کنید .
ترمینال 1
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Attributes کلیک کنید و Terminal را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای ترمینال ، قسمت Edge Selection را پیدا کنید .
|
3
|
در لیست، 90 را انتخاب کنید (غیر قابل اجراست) .
|
4
|
از لیست انتخاب ، دستی را انتخاب کنید .
|
5
|
فقط Edge 12 را انتخاب کنید.
|
6
|
قسمت ترمینال را پیدا کنید . در قسمت متن I 0 ، 1 را تایپ کنید .
|
زمین 1
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی لبه ها کلیک کنید و Ground را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای زمین ، قسمت Edge Selection را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست انتخاب ، دستی را انتخاب کنید .
|
4
|
فقط Edge 14 را انتخاب کنید.
|
لایه عایق 1
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Boundaries کلیک کنید و Insulating Layer را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای لایه عایق ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید .
|
4
|
قسمت Shell Properties را پیدا کنید . بردار Selection را به عنوان مشخص کنید
|
√
|
Backing – Backing Under Upper Metalization
|
Cu_up – متالیزاسیون بالایی
|
لایه عایق 2
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Boundaries کلیک کنید و Insulating Layer را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای لایه عایق ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید .
|
4
|
قسمت Shell Properties را پیدا کنید . از لیست لایه ها ، Intersections (stlmat3) را انتخاب کنید .
|
5
|
بردار Selection را به عنوان مشخص کنید
|
Cu_down – متالیزاسیون پایین
|
|
√
|
مقره – مقره تقاطع
|
Cu_up – متالیزاسیون بالایی
|
تداوم 1
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer Selection را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست منبع ، Upper Metalization (stlmat1) را انتخاب کنید .
|
4
|
از لیست مقصد ، Intersections (stlmat3) را انتخاب کنید .
|
تداوم 2
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer Selection را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست منبع ، Upper Metalization (stlmat1) را انتخاب کنید .
|
4
|
از لیست مقصد ، Vias (stlmat4) را انتخاب کنید .
|
تداوم 3
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer Selection را پیدا کنید .
|
3
|
از فهرست منبع ، Lower Metalization (stlmat2) را انتخاب کنید .
|
4
|
از لیست مقصد ، Intersections (stlmat3) را انتخاب کنید .
|
تداوم 4
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Edges کلیک کنید و Continuity را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Continuity ، قسمت Layer Selection را پیدا کنید .
|
3
|
از فهرست منبع ، Lower Metalization (stlmat2) را انتخاب کنید .
|
4
|
از لیست مقصد ، Vias (stlmat4) را انتخاب کنید .
|
فیزیک را اضافه کنید
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics باز شود .
|
2
|
به پنجره Add Physics بروید .
|
3
|
در درخت، AC/DC>Electromagnetic Fields>Magnetic Fields (mf) را انتخاب کنید .
|
4
|
روی Add to Component 1 در نوار ابزار پنجره کلیک کنید .
|
5
|
در نوار ابزار Physics ، روی Add Physics کلیک کنید تا پنجره Add Physics بسته شود .
|
میدان های مغناطیسی (MF)
چگالی جریان سطحی 1
1
|
روی Component 1 (comp1)> Magnetic Fields (mf) کلیک راست کرده و Surface Current Density را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای چگالی جریان سطحی ، قسمت چگالی جریان سطحی را پیدا کنید .
|
3
|
بردار J s 0 را به صورت مشخص کنید
|
ecis.JsX
|
ایکس
|
ecis.JsY
|
y
|
ecis.JsZ
|
z
|
4
|
قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، PCB را انتخاب کنید .
|
عایق مغناطیسی 2
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Boundaries کلیک کنید و Magnetic Insulation را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای عایق مغناطیسی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست انتخاب ، عایق را انتخاب کنید .
|
مش 1
Tetrahedral رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Tetrahedral کلیک کنید .
سایز 1
1
|
روی Free Tetrahedral 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید .
|
3
|
روی دکمه Custom کلیک کنید .
|
4
|
قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید .
|
5
|
از لیست انتخاب ، PCB را انتخاب کنید .
|
6
|
قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید .
|
7
|
کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.35 را تایپ کنید .
|
8
|
روی ساخت همه کلیک کنید .
|
مطالعه 1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی محاسبه کلیک کنید .
نتایج
پتانسیل الکتریکی (ecis)
توزیع پتانسیل الکتریکی روی سطح سیم پیچ PCB.
چند برش 1
1
|
در پنجره Model Builder ، گره Results>Magnetic Flux Density Norm (mf) را گسترش دهید ، سپس روی Multislice 1 کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Multislice ، بخش Multiplane Data را پیدا کنید .
|
3
|
زیربخش x-planes را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، تعداد هواپیماها را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت متن Planes عدد 0 را تایپ کنید .
|
5
|
زیربخش y-planes را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، تعداد هواپیماها را انتخاب کنید .
|
6
|
در قسمت متن Planes عدد 0 را تایپ کنید .
|
7
|
در نوار ابزار هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf) ، روی Plot کلیک کنید .
|
ساده سازی چند تکه 1
در پنجره Model Builder ، در Results>Magnetic Flux Density Norm (mf) روی Streamline Multislice 1 راست کلیک کرده و Delete را انتخاب کنید .
سطح پیکان 1
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Norm چگالی شار مغناطیسی (mf) راست کلیک کرده و Arrow Surface را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Arrow Surface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Magnetic Fields>mf.scu1.Js0x,…,mf.scu1.Js0z – چگالی جریان سطحی را انتخاب کنید .
|
3
|
قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .
|
4
|
چک باکس Scale factor را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 2e-4 را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت تعیین موقعیت پیکان را پیدا کنید . در قسمت متنی Number of arrows ، 1e4 را تایپ کنید .
|
6
|
قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست رنگ ، سیاه را انتخاب کنید .
|
7
|
در نوار ابزار هنجار چگالی شار مغناطیسی (mf) ، روی Plot کلیک کنید .
|
چگالی جریان سطحی شبیه سازی شده سیم پیچ و میدان مغناطیسی اطراف آن.
ارزیابی جهانی 1
1
|
در نوار ابزار نتایج ، روی ارزیابی جهانی کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، روی Add Expression در گوشه سمت راست بالای بخش عبارات کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Electric Currents in Shells>Terminals>ecis.V0_1 – Terminal Voltage – V را انتخاب کنید .
|
3
|
قسمت Expressions را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
اصطلاح
|
واحد
|
شرح
|
ecis.V0_1/ecis.I0_1
|
m Ω
|
مقاومت
|
2*mf.intWm/ecis.I0_1^2
|
uH
|
اندوکتانس
|
4
|
روی ارزیابی کلیک کنید .
|