dc.contributor.advisor | Bender, Vitor Cristiano | |
dc.creator | Campos, Abner | |
dc.date.accessioned | 2023-09-28T18:38:19Z | |
dc.date.available | 2023-09-28T18:38:19Z | |
dc.date.issued | 2023-09-26 | |
dc.date.submitted | 2023 | |
dc.identifier.citation | CAMPOS, A. Análise eletrotérmica e eletromagnética de placas de circuito impresso com alta densidade de potência utilizando engenharia assistida por computador. 2023. 105 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Telecomunicações) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2023. | por |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/30282 | |
dc.description | Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia de Telecomunicações, RS, 2023. | por |
dc.description.abstract | The objective of this work is to use Computer-aided engineering (CAE) to simulate the electrothermal and electromagnetic behavior of printed circuit boards (PCBs) with high power density. PCBs are widely used in various electronic equipment and their manufacture requires the application of good practices. Using CAE to predict the thermal and electromagnetic behavior of a PCB is an intelligent solution to minimize rework resulting from temperature and electromagnetic compatibility (EMC) problems, as it allows evaluating different scenarios with reduced costs. In this work, two PCB models of the same circuit will be presented, each with different characteristics. The first PCB is designed with the aim of offering better thermal efficiency to the circuit, while the second seeks to optimize electromagnetic efficiency. Both PCB models use the topology of a 100W Synchronous Boost converter, which operates at a switching frequency of 350kHz. These models served as practical examples to validate the thermal and electromagnetic performance simulations. The simulation results revealed significant differences between the two PCB models. The 2-layer PCB has demonstrated remarkable heat dissipation capabilities, making it suitable for applications that require effective temperature management. However, it presented a lower efficiency in electrical conduction, which must be taken into consideration in applications sensitive to energy loss. On the other hand, the 4-layer PCB exhibited inferior heat dissipation capacity, suggesting that it may not be the best choice in high power density situations. However, it stood out for its greater efficiency in electrical conduction, making it ideal for applications that demand effective energy transmission. Additionally, this PCB has demonstrated a remarkable ability to mitigate electromagnetic interference, which is critical in environments where EMC is a critical concern. Through these simulations, a roadmap was developed that can identify possible PCB solutions, streamlining and optimizing project development, with practices that aim to minimize thermal management and electromagnetic compatibility problems, as well as other common problems in high power density PCBs. This analysis model will make it easier to identify practical solutions and improvements for the construction of PCBs with high power density, aiming to improve thermal management and electromagnetic compatibility, in addition to contributing to a more efficient and optimized development of these devices. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Placa Circuito Impresso | por |
dc.subject | Compatibilidade Eletromagnética | por |
dc.subject | Temperatura | por |
dc.subject | Eletrônica | por |
dc.subject | Simulação | por |
dc.subject | Printed Circuit Board | eng |
dc.subject | Electromagnetic Compatibility | eng |
dc.subject | Temperature | eng |
dc.subject | Electronics | eng |
dc.subject | Simulation | eng |
dc.title | Análise eletrotérmica e eletromagnética de placas de circuito impresso com alta densidade de potência utilizando engenharia assistida por computador | por |
dc.title.alternative | Electrothermal and electromagnetic analysis of printed circuit boards with high power density using computer aided engineering | eng |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
dc.degree.local | Santa Maria, RS, Brasil. | por |
dc.degree.graduation | Engenharia de Telecomunicações | por |
dc.description.resumo | O objetivo deste trabalho é utilizar a engenharia assistida por computador (Computeraided engineering – CAE) para simular o comportamento eletrotérmico e eletromagnético de placas de circuito impresso (PCIs) com alta densidade de potência. As PCIs são amplamente utilizadas em diversos equipamentos eletrônicos e sua confecção requer a aplicação de boas práticas. A utilização da CAE para prever o comportamento térmico e eletromagnético de uma PCI é uma solução inteligente para minimizar retrabalhos decorrentes de problemas de temperatura e compatibilidade eletromagnética (Electromagnetic Compatibility - EMC), pois permite avaliar diferentes cenários com custos reduzidos. Neste trabalho serão apresentados dois modelos de PCIs de um mesmo circuito, cada um com características distintas. A primeira PCI é projetada com o intuito de oferecer uma melhor eficiência térmica ao circuito, enquanto a segunda busca otimizar a eficiência eletromagnética. Ambos os modelos de PCI utilizam a topologia de um conversor Boost Síncrono de 100W, que opera a uma frequência de comutação de 350kHz. Esses modelos serviram como exemplos práticos para validar as simulações de desempenho térmico e eletromagnético. Os resultados das simulações revelaram diferenças significativas entre os dois modelos de PCIs. A PCI de 2 camadas demonstrou uma notável capacidade de dissipação de calor, tornando-a adequada para aplicações que exigem uma gestão eficaz de temperatura. No entanto, ela apresentou uma menor eficiência na condução elétrica, o que deve ser levado em consideração em aplicações sensíveis à perda de energia. Por outro lado, a PCI de 4 camadas exibiu uma capacidade inferior de dissipação de calor, sugerindo que pode não ser a melhor escolha em situações de alta densidade de potência. No entanto, ela se destacou pela sua maior eficiência na condução elétrica, tornando-a ideal para aplicações que demandam uma transmissão eficaz de energia. Além disso, essa PCI demonstrou uma notável capacidade de mitigar interferências eletromagnéticas, o que é fundamental em ambientes onde a EMC é uma preocupação crítica. Através dessas simulações, desenvolveu-se um roteiro que possa identificar possíveis soluções em PCI, agilizando e otimizando o desenvolvimento do projeto, com práticas que visem minimizar problemas de gerenciamento térmico e compatibilidade eletromagnética, bem como outros problemas comuns em PCIs de alta densidade de potência. Esse modelo de análise permitirá identificar com mais facilidade soluções e melhorias práticas para a construção de PCIs com alta densidade de potência, visando a melhoria do gerenciamento térmico e da compatibilidade eletromagnética, além de contribuir para um desenvolvimento mais eficiente e otimizado desses dispositivos. | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |