DC Busbar

DC 直流電是最常見且簡單的Busbar架構。在模擬分析上，我們能使用 Maxwell或是 Q3D來做損耗場的分析，透過損耗場傳遞給 Icepak做散熱與溫升的評估設計。

以下筆者引用 Ansys的教學範例，使用 Q3D做 DC Busbar的模擬介紹。

Q3D DC Loss Simulation

如圖 1-0所示，這裡有三個直流匯流排，其中部分銅線放在一個氧化鋁基板的盒子當中。其中最上面的導體有三個饋入與一個輸出點，其他的兩個導體也是相同的配置。

圖 1-0

藉由 Q3D的直流分析與給定 15A直流的電流，能分析出直流電流流過此導體的損耗。

圖 1-1

其中我們能從損耗場中看到在 Fuse的銅線連接處，因為其線較細，所以損耗較高，是熱會集中的重點區段。

圖 1-2

在 Q3D中特別要注意材料的設定，Q3D銅材料預設的導電係數是低溫的條件，在這模擬中我們需要設定成與溫度相依的導電率特性。

圖 1-3

Icepak Setting

藉由 AEDT的 Create Target Design功能，我們能很快地由 Q3D模型生成 Icepak模型，其中也幫我們做好了許多的架設設定。在這個模擬中，我們移除自動產生的 Region，重新建立 Region，並給予 Opening Free的邊界條件。

圖 1-4

在求解器的設定中，我們設定 Z Velocity為 0.001，設定微小在重力方向的 Velocity能幫助加快收斂。另外在Advanced Solver設定中，我們也做一些微調，最後再增加 2-Way Coupling ，如圖 1-5所示。

圖 1-5

Icepak Thermal Simulation

由上面的設定與模擬執行，溫升模擬的結果如圖 1-6所示。

圖 1-6