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Vorhersage und Simulation des dielektrischen Durchschlags
XF kann bei der Vorhersage von Stellen helfen, an denen das Risiko eines dielektrischen Durchschlags besteht.
Eine elektrostatische Entladung (ESD) ist der plötzliche Stromfluss zwischen zwei elektrisch geladenen Objekten, der durch den Zusammenbruch des/der sie trennenden Dielektrikums/e verursacht wird (d. h. dielektrischer Durchschlag). Die 3D-EM-Simulationssoftware XFdtd kann die Stellen bestimmen, an denen das Risiko eines dielektrischen Durchschlags besteht, wenn die dielektrische Festigkeit eines Materials bekannt ist.
Dielektrische Festigkeit
Die Durchschlagsfestigkeit ist definiert als das maximale elektrische Feld, dem ein Material standhalten kann, ohne seine Isolationseigenschaften zu verlieren, und kann für elektrische Materialien mit dem XF-Materialeditor definiert werden. Materialien wird standardmäßig eine Durchschlagsfestigkeit von unendlich zugewiesen und wird während einer FDTD-Simulation nicht auf dielektrischen Durchschlag überwacht. Die Eingabe einer endlichen dielektrischen Stärke in V/m ermöglicht es XF, die transienten Feldwerte zu überwachen, denen das Material während des Zeitschritts ausgesetzt ist, und auf potenziellen dielektrischen Durchbruch zu prüfen.
Dielektrischer Durchschlagssensor
Um die FDTD-Domäne auf dielektrischen Durchbruch zu überwachen, kann ein Nahfeldsensor für dielektrischen Durchbruch erstellt werden. Die Grenzen dieses Sensors können so definiert werden, dass sie die gesamte Simulationsdomäne, die Bounding Box der Geometrie oder jedes vom Benutzer gewünschte Teilvolumen umfassen. Die Freiraum-Durchschlagsfestigkeit definiert die Durchschlagsfestigkeit für alle Freiraum-Zellkanten in der Simulationsdomäne und erhält einen Standardwert von 3,0 MV/m, was der Durchschlagsfestigkeit von Luft auf Meereshöhe entspricht.
Dielektrisches Durchschlagskoeffizient
FDTD-Zellkanten, die während einer Simulation ihre Durchschlagsfestigkeit überschritten haben, können durch Auswahl des Ergebnistyps "Sensor für dielektrischen Durchbruch" und "Dielektrisches Durchbruchverhältnis" im Ergebnisbrowser von XF untersucht werden. Das dielektrische Durchbruchverhältnis einer Zellkante ist definiert als das maximale elektrische Feld, das während der Simulation auftrat, geteilt durch die dielektrische Festigkeit der Zellkante. Der Zeitpunkt, an dem eine Zellkante ihre Durchschlagsfestigkeit überschritten hat, kann bestimmt werden, und die Zelle mit dem höchsten Durchschlagsverhältnis kann mit einer praktischen Schaltfläche "Zoom auf Maximum" leicht gefunden werden.
Zellränder, die während einer Simulation ihre Durchschlagsfestigkeit überschritten haben, können mit dem Ergebnistyp Dielectric Breakdown Sensor und Dielectric Breakdown Ratio untersucht werden.
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