Berechnung der Temperaturverteilung in einem PCB

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AnnemarieH1993

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Verfasst am: 07.04.2017, 12:31 Titel: Berechnung der Temperaturverteilung in einem PCB

Hallo zusammen,

habe das folgende Skript erstellt (auch als Datei anbei)

Code:

%% board measurements (height Hb, length Lb, width Wb)
Hb = 1.6;
Lb = 150;
Wb = 100;

%% layer parameters %%

% number of layers
nl = 3;
i = 1:nl;

% (array of) layer thicknesses
% bottom layer
ti(1) = 0.035;
ti(2) = 1.53; %prepreg
% top layer
ti(nl) = 0.035;
z = ti;

% copper fill factor of layers
Phi(1) = 1; % bottom layer
Phi(2) = 0; % no copper fill factor for prepreg layers! Smile

Phi(nl) = 0.5; % top layer

%% components / heat sources

% T1H: high-sider power semiconductor of first half-bridge
% T1L: low-sider power semiconductor of first half-bridge
% T2H: high-sider power semiconductor of second half-bridge
% T2L: low-sider power semiconductor of second half-bridge
% L1: inductor of first half-bridge
% L2: inductor of first half-bridge

% number of heat sources
ns = 6;
% j = 1:ns;

% power losses (different operatng points tbd)
qsT1H = 1;
qsT2H = 1;
qsT1L = 1;
qsT2L = 1;
qsL1 = 2;
qsL2 = 2;
qsj = [qsT1H qsT2H qsT1L qsT2L qsL1 qsL2];

% lenght of components / heat sources
LsT1H = 5; LsT2H = 5; LsT1L = 5; LsT2L = 5; LsL1 = 18.2; LsL2 = 18.2;
Lsj = [LsT1H LsT2H LsT1L LsT2L LsL1 LsL2];

% width of components / heat sources
WsT1H = 5; WsT2H = 5; WsT1L = 5; WsT2L = 5; WsL1 = 18.3; WsL2 = 18.3;
Wsj = [WsT1H; WsT2H; WsT1L; WsT2L; WsL1; WsL2];

% x-, y- and z- coordinates for heat source / components center positon
xcT1H = 70; ycT1H = 80; zcT1H = Hb;
xcT1L = 70; ycT1L = 60; zcT1L = Hb;
xcT2H = 70; ycT2H = 40; zcT2H = Hb;
xcT2L = 70; ycT2L = 20; zcT2L = Hb;
xcL1 = 80; ycL1 = 70; zcL1 = Hb;
xcL2 = 80; ycL2 = 30; zcL2 = Hb;
xcj = [xcT1H; xcT2H; xcT1L; xcT2L; xcL1; xcL2];
ycj = [ycT1H; ycT2H; ycT1L; ycT2L; ycL1; ycL2];
zcj = [zcT1H; zcT2H; zcT1L; zcT2L; zcL1; zcL2];

%% heat transfer parameters
% uniform heat transfer coefficient for convecton and radiaton
% top layer
ht = 12.2;
% bottom layer
hr = 12.2;

%ambient temperature
Tamb = 70;

% copper conductvity
kf = 400; % Monier-Vinard
% dielectric material conductvity
km = 0.3; % Monier-Vinard
% effectve axial thermal conductvity of each layer
gamma = (3*Phi - 1)*kf + (3*(1-Phi)-1)*km; % array
ke = 0.25*(gamma + sqrt(gamma.^2 + 8*kf*km)); %array

% conduction heat transfer coefficients in x-, y- and z-direction
kxi = ke;
kyi = ke;
kzi = ke;

%% calculation parameters / solution of partial differential equation
% upper limit values for truncated Fourier series
M = 20; %225
syms m;
N = 30; %300
syms n;

% solution of differential equation for temperature

for j = 1:ns
for m = sym(0):sym(M)
for n = sym(0):sym(N)

% Fourier coefficients dedicated to heat sources j
Amj = 4*(sin(m*pi*Lsj(j)/Lb*2)*cos(m*pi*xcj(j)/Lb))/(m*pi + kroneckerDelta(m)) + Lsj(j)*kroneckerDelta(m)/Lb;
Bnj = 4*(sin(n*pi*Wsj(j)/Wb*2)*cos(n*pi*ycj/Wb))/(n*pi + kroneckerDelta(n)) + Wsj*kroneckerDelta(n)/Wb;

% parameters
D_mni = alpha_mni(nl) + ht*chi_mni(nl)*beta_mni(nl) + (chi_mni(nl) + ht)*gamma_mni(nl);

for p = 1:(nl-1)
N_mni = N_mni * ((exp(r(m,n,nl)*(z(nl-1)-Hb)))/(exp(r(m,n,i)*(z(i-1)-Hb)))) * ((2*exp(-ti(p)*r_mni(p)))/(gamma_mni(p)+chi_mni(p)*beta_mni(p)))
end

% summation
theta_sum = theta_sum + theta_mni(x,y,z);
Ti = Ti(x,y,z)

end
end
end

% functions (must appear at the end of a file)

function theta = theta_mni(x,y,z)
theta = (qsj(j)/(Lsj(j)*Wsj(j))) * Amj * Bmj * cos(m*pi*x/Lb)*cos(n*pi*y/Wb) * omega_mni(z);
end

function temperature = Ti(x,y,z)
temperature = Tamb + theta_sum;
end

function r = r_mni(i)
r = sqrt((m*pi/Lb)^2*kxi(i)/kzi(i)+(n*pi/Wb)^2*kyi(i)/kzi(i));
end

function omega = omega_mni(z)
omega = N_mni/D_mni*(omegac_mni(z-z(i-1)) + chi(m,n,i)/kz(i)*(omegas_mni(z-z(i-1))))*exp((z-Hb)*r(m,n,i));
end

function omegac = omegac_mni(z)
omegac = 1 + exp(-2*z*r_mni(i));
end

function omegas = omegas_mni(z)
omegas = (1-exp(-2*z*r_mni(i)))/r_mni(i);
end

function alpha = alpha_mni(i)
alpha = kzi(i) * r_mni(i)^2 * omegas_mni(ti(i));
end

function beta = beta_mni(i)
beta = omegas_mni(ti(i)) / kzi(i);
end

function gamma = gamma_mni(i)
gamma = omegac_mni(ti(i));
end

function chi = chi_mni(i)
if(i==1)
chi = hr;
else
chi = (alpha_mni(i) + chi_mni*gamma_mni(i))/(gamma_mni(i) + chi_mni(i)*beta_mni(i));
end
end

Funktion ohne Link?

Bekomme jetzt aber die Fehlermeldung

Zitat:

Undefined function or variable 'kzi'.

Error in Untitled>alpha_mni (line 149)
alpha = kzi(i) * r_mni(i)^2 * omegas_mni(ti(i));

Error in Untitled (line 112)
D_mni = alpha_mni(nl) + ht*chi_mni(nl)*beta_mni(nl) + (chi_mni(nl) + ht)*gamma_mni(nl);

>> kzi(1)

ans =

400

>> kzi(nl)

ans =

100.6710

Wie man auch aus der Ausgabe sieht existiert kzi aber sehr wohl...

Ich grübele da jetzt schon seit Stunden drüber nach und komme zu keiner Lösung... Hat jemand eine Idee was ich falsch gemacht habe? Bin noch ein ziemlicher Neuling....

Vielen vielen Dank für die Hilfe!

Grüße
Annemarie

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Harald

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Verfasst am: 07.04.2017, 12:39 Titel:

Hallo,

Funktionen haben getrennte Arbeitsbereiche. Eine Variable existiert in einer lokalen Funktion nur, wenn sie dorthin übergeben oder in der Funktion selbst definiert wurde.

Grüße,
Harald

Lokdog

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Verfasst am: 11.04.2017, 06:35 Titel:

Hallo,

also als erstes natürlich den Einwand von Harald beachten, dass wenn du eine Variable in einer Funktion nutzen willst, musst du diese auch der Funktion übergeben.

Zudem ist mir aber auch aufgefallen, das du eine Variable "i" deklarierst,

Code:

nl = 3;
i = 1:nl;

Funktion ohne Link?

und dann weiter unten im Code z.B. mit

Code:

r = sqrt((m*pi/Lb)^2*kxi(i)/kzi(i)+(n*pi/Wb)^2*kyi(i)/kzi(i));

Funktion ohne Link?

nutzt.

Aber woher weiß denn dein Code, welches i du benutzen willst=? 1, 2 oder 3?


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