Расчеты электромагнитных параметров копланарных шин и проводников
Основным параметром, который необходимо численно оценить при проектировании копланарной шины является ее индуктивность. Для большинства применений достаточно упрощенной модели бипланарной индуктивности, описанной в статье Биплоскостная индуктивность. При наличии вырезов, существенно влияющих на индуктивность, проектируемую шину можно разбить на прямоугольные участки, воспользоваться правилами Кирхгофа для анализа линейных электрических цепей и получить более точную оценку индуктивности копланарного проводника.
Развитие современных информационных технологий дало возможность применять численные методы решения системы дифференциальных уравнений электромагнитной динамики Максвелла в формате персональной электронно-вычислительной машины на рабочем столе инженера-конструктора.
Наиболее важными параметрами копланарных ламинированных проводников являются активное и реактивное сопротивления между различными точками подключений в проводниках на разных частотах, в частности, важнейшей характеристикой является индуктивность планарной шины между выводами силовых полупроводниковых приборов при замыкании положительных и отрицательных выводов конденсаторов идеальными проводниками с нулевой индуктивностью.
В качестве входных данных для определения матрицы активных и индуктивных сопротивлений на разных частотах используется окончательная 3D модель изделия, которая переносится в систему моделирования методом конечных элементов. Размер конечных элементов выбирается исходя из необходимой точности вычислений.
Результатом вычислений является матрица активных и реактивных сопротивлений между различными портами подключения ламинированного копланарного проводника в зависимости от частоты тока, что позволяет определить величину тепловых потерь в проводнике и величину коммутационных перенапряжений на выводах силовых полупроводниковых приборов.