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标题: DC-DC电源仿真设置的几点疑惑 [打印本页]

作者: KssKssK 时间: 2015-12-21 11:51
标题: DC-DC电源仿真设置的几点疑惑
小弟最近才上手Sigrity 16.64，先拿手中产品的DDR电源练手，碰到如下几个问题：
1、设置VRM时，是应该选择电源芯片还是功率电感？小弟的处理方式是，选择功率电感作为VRM，内阻设置为功率电感内阻，然后将电源芯片添加电阻参数，阻抗设置为Rpmos*（Vout/Vin）+Rnmos*(1-Vout/Vin)，其中Pmos和Nmos分别为同步整流电源芯片的两个MOS的导通电阻，LX端设置为扩展地信号。不知道这样设置可不可行？
2、设置Sink时，DDR的Equal Current值是指芯片的总电流，还是每个电源管脚的电流？
3、check error时无错误提示，但是仿真就会有open 的告警中断，但回路不应该是“功率电感输出端→电源平面→DDR→GND→电源芯片LX端”么？找了好久都不清楚这个电路开路点在哪里，怀疑是有孤立地平面，但是我用LDO电源仿真（不需要功率电感，设置起来东西少）的时候就能正常仿真下去，就是这个电源回路开路搞的一直卡壳= =

求各位同僚指点一二啊，万分感谢！

疑似开路告警.png (25.31 KB, 下载次数: 1)

作者: KssKssK 时间: 2015-12-21 11:59
晕，是PowerDC仿真，关键词竟然给漏了。。。

作者: cousins 时间: 2015-12-21 15:38
1.设置为电源芯片。如果你要设置为功率电感，负馈请设置为GND，电源芯片内阻设置不设置没什么影响，环路为VRM正馈到负载正馈到负载负馈到vrm负馈。
2.既然是等电流，自然是各个管脚。
3.直流环路的路径和交流环路的路径又怎能一样？你交流能通过电容，直流能通过吗？

作者: KssKssK 时间: 2015-12-22 15:24

cousins 发表于 2015-12-21 15:38
* A2 n7 y2 Q( D' p# g. `2 h& E \1.设置为电源芯片。如果你要设置为功率电感，负馈请设置为GND，电源芯片内阻设置不设置没什么影响，环路为V ...

1.设置为电源芯片。如果你要设置为功率电感，负馈请设置为GND，电源芯片内阻设置不设置没什么影响，环路为VRM正馈到负载正馈到负载负馈到vrm负馈。
2.既然是等电流，自然是各个管脚。) @- ~' x8 ^! u; d
3.直流环路的路径和交流环路的路径又怎能一样？你交流能通过电容，直流能通过吗？

谢谢版主指点！！
1、VRM设置为功率电感的话负馈只能设置为和VRM上的管脚，也就是LX啊。后来我直接把VRM设置为电源芯片，然后把功率电感的等效电阻移到电源芯片上，功率电感所在就假设为0Ω，这样仿会几乎没有压降，不知道这样可不可行（见下图）？还有版主，经我仿真，电源内阻设置对仿真还是有略微有影响的，如果我设置为0跟0.1欧，在电源平面上同一地方的结果相差5mV（见下图）
2、原来是这样啊。。那我将芯片厂提供的参考公板测试值除以俩DDR加CPU的电源管脚数即可，仿出来的结果就正常多了

3、开路的bug已经找到，原因是我在pcb转化为spd的过程中，由于功率电感中英文混合命名，同时中间无逗号等分隔号，导致转换丢失（PS：其实第一次是成功了的，但是关了之后隔几天再开就莫名其妙消失了，后来把器件命名规范化，暂无复现次现象）

另，我那内阻值的设置是有点糙，但目前想不到更好的模型了。。。

1.png (36.91 KB, 下载次数: 2)

2.png (81.55 KB, 下载次数: 1)

0Ω内阻（此时Sink设置有误，所有值都偏低）

3.png (81.18 KB, 下载次数: 7)

0.1Ω内阻（此时Sink设置有误，所有值都偏低）

作者: bingshuihuo 时间: 2015-12-24 16:15
这个仿真看起来确实不错！！！！

作者: KssKssK 时间: 2015-12-24 16:49
更正一下，3楼的第二点回复有误，我理解错版主的意思了。正确的说法是，Sink输入的电流为该Sink的电流总和，Equal模式只是把该电流的数值平均到其各个电源管脚上。
我仿真错误的原因是电源内阻模型有误，算起来差不多能到0.12Ω，显然过大，将电源内阻取0或者几十mΩ仿真出来的结果就比较接近实测电压。

作者: royafei 时间: 2015-12-24 20:11
我最近也在进行power DC的仿真，流程基本可以跑了。我在设置VRM时内阻设置的为零，因为我仿的只是PCB-only的阻抗。还有一点我不知道楼主有没有考虑过，我们仿真的目的是想看阻抗是否符合spec，但是如果不符合spec，为了简化工作，我是否可以在当前的workspace中直接编辑spd的过孔和铜皮？我最近正在研究，不知楼主是否知道？

作者: KssKssK 时间: 2015-12-25 20:30

royafei 发表于 2015-12-24 20:11
$ _ Z; }( t- ~$ p! {3 h) z7 w+ L我最近也在进行power DC的仿真，流程基本可以跑了。我在设置VRM时内阻设置的为零，因为我仿的只是PCB-only ...

过孔在stuck里是可以编辑的，对仿真结果有很大影响，我下图给你举例：下面两图中部偏左的过孔，为一电解电容，此过孔我原先设置为给两个移动硬盘解耦用的，初始仿真出来的电流密度竟然达到127A/mm2。后来细想不对，该电解电容为DIP焊接工艺，理论上的过孔全部沾满了锡才对，所以我给编辑为实心孔（不了解如何设置布满实心，我就假象它的通透孔径仅为0.2mil，不影响大局）。仿真前后的对比见附图。图中失误的地方为，过孔材料没有改成锡，而是采用默认的铜，懒得再仿了。。。

铜皮理论上能编辑，因为在工具栏里有，但是个人觉得即使在PowerDC里改稳妥了，实际出生产资料时不知道如何导回PCB生产光绘文件，所以我更倾向于发现问题后在原PCB上修改，再转为spd格式的新文件，新文件直接替换原有的文件即可（别的文件不要动），打开后你会发现原来定义的网络等等参数依然存在的。

另，同为初学者，你有其他PowerSI以及OptimizePI、Speed2000带语音的视频教程，或者图文教程么？版主大人分享的视频教程很好，就是好多没声音学着没头绪。。。

1.png (25.97 KB, 下载次数: 2)

仿真前

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仿真后

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实孔参数设置

作者: royafei 时间: 2015-12-26 20:35

KssKssK 发表于 2015-12-25 20:30
- J+ G0 T4 n5 s- l" v% v过孔在stuck里是可以编辑的，对仿真结果有很大影响，我下图给你举例：下面两图中部偏左的过孔，为一电解 ...

1，在power DC里面如果自己不设置via的画，软件默认是solid via ，个人认为软件把via当成圆柱体铜皮
2，关于sigrity的仿真资料，我也比较少，我是看eda学堂 shark4685的课程，不过感觉讲的比较简单，只是适合入门~

作者: KssKssK 时间: 2015-12-28 08:37

royafei 发表于 2015-12-26 20:35
/ P' I& l; f; @! c9 s" E( T1，在power DC里面如果自己不设置via的画，软件默认是solid via ，个人认为软件把via当成圆柱体铜皮- q( x$ K |2 X, U( X3 G+ c
2 ...

对于第一点，您的意思是默认全实心铜柱？我查阅过相关资料，说一般过孔沉铜的厚度为0.6-0.7mil，我也尝试过对一些孔的孔厚设置成如此的数值，经仿真前后几乎没啥差别

作者: lucifer2015 时间: 2015-12-28 21:04
楼主试过仿真DC DC直流阻抗没？对于那种电源网络上有反馈的----我想把positive pin放到电容上，可是选择电源网络后出来的器件中没有靠近AP的电容。

作者: lucifer2015 时间: 2015-12-28 21:20
还有环路电感到底是计算哪一段的电感/

作者: KssKssK 时间: 2015-12-30 10:00

lucifer2015 发表于 2015-12-28 21:04, n( V# x; e6 b1 D5 F
楼主试过仿真DC DC直流阻抗没？对于那种电源网络上有反馈的----我想把positive pin放到电容上，可是选择电 ...

1、直流阻抗？确切说是仿真失败了，详见我一楼里的模型公式。后来发现把内阻设置为0，甚至仅设置为Rds（on）不考虑功率电感的ESR，反而仿出来的更接近实测结果。
2、没有电容？你得在右侧把地平面电源平面都勾选。如果这样还没有，有可能是器件丢失，我就碰到过这种问题，重新导入spd文件就好了。
3、环路电感?貌似PowerDC方仿真里没有要填写这一项的地方啊？

作者: cousins 时间: 2015-12-30 10:45

KssKssK 发表于 2015-12-30 10:002 b0 g% g! I+ u9 ?
1、直流阻抗？确切说是仿真失败了，详见我一楼里的模型公式。后来发现把内阻设置为0，甚至仅设置为Rds（o ...

你知道为什么不要考虑电感的DCR吗？
因为电感的规格书其实写的很清楚，你所写的DCR是一个max值。
你实际工作时，电源环路不会工作在worst case状况下，电感也未必能到DCR max状况下。
通常做IR Drop主要关心的是传输导体上的压降，元件上的压降考虑的意义对于实际设计作用不大。
所以我说了你加上PMU/电感的内阻与不加内阻没什么区别。

作者: KssKssK 时间: 2015-12-30 11:04

cousins 发表于 2015-12-30 10:45, L; d! P+ M: y) e
你知道为什么不要考虑电感的DCR吗？# ~# W+ G* ]9 M9 q* U- F# y
因为电感的规格书其实写的很清楚，你所写的DCR是一个max值。' Y6 C1 t' C& |. T' [( Q$ h
你实 ...

原来如此啊...
因为工作的原因，本人接触到的电感仅仅是产品列表手册，从未看过电感的datasheet及相应ESR的应用情况...还需要多多学习呐

作者: lucifer2015 时间: 2015-12-30 20:00

KssKssK 发表于 2015-12-30 10:00
' u o# B4 c' @1 G8 x7 ~3 V, Y/ I3 J1、直流阻抗？确切说是仿真失败了，详见我一楼里的模型公式。后来发现把内阻设置为0，甚至仅设置为Rds（o ...

我前面没表达清楚。一个DC-DC给AP供电，输出反馈线接在靠近AP的一个大的电容上。假如我想仿真这个大电容到AP以及地回路部分的直流电阻，我该怎么做了？我目前的想法是取电容上的网络为power net，这个网络跟AP相连接。我原以为下一步可以选择器件电容，可是实际的选项里面没有那个电容，只有DC-DC这个器件，还有不是我想要的另外的电容。
假如我选择反馈网络（通过一个电阻跟AP侧大电容相连）作为power net，那么可以在下一步有这个电阻工选择，问题就是反馈线实际不是电源网络而且并不跟AP直接相连。后面选择负载的时候我选择AP这样合理吗？

作者: KssKssK 时间: 2016-1-19 11:44

lucifer2015 发表于 2015-12-30 20:00$ |% e7 k8 Y6 n
我前面没表达清楚。一个DC-DC给AP供电，输出反馈线接在靠近AP的一个大的电容上。假如我想仿真这个大电容 ...

最近有事一直没过来，不好意思
1、找不到电容？不应该啊，有没有可能像我上面回复的一样（我有丢失功率电感的例子），因为PCB文件转化的时候丢失电容的？
2、关于反馈网络，好像看到有的教材说可以在电源芯片上添加反馈点，但一直没成功过...你把反馈网络当电源网络，意思那选什么器件当电源器件？要知道电源器件必须同时接电源网络和地网络，如果你的反馈网络只有一个0.1Ω的采样电阻甚至只是一条导线，好像和地网络没一点关系把？综上，你的电容找不到的话，建议从电源芯片源头开始仿真起，中间用0Ω或者磁珠桥接的网络都用定义为电源相关网络即可。

作者: binbinqq88 时间: 2016-2-23 13:58
学习，学习~

作者: lucifer2015 时间: 2016-3-8 21:04

KssKssK 发表于 2016-1-19 11:444 [/ k; E" S: i* ?
最近有事一直没过来，不好意思
0 j- G* }# y5 j# z3 o) z# \1、找不到电容？不应该啊，有没有可能像我上面回复的一样（我有丢失功率 ...

我上个图吧

eda365.JPG (24.07 KB, 下载次数: 2)

作者: lucifer2015 时间: 2016-3-8 21:06
如果我想计算A点到AP（负载）还有地回来的直流阻抗该怎么用power DC计算？

作者: KssKssK 时间: 2016-3-10 09:06
恕无法解答，因为用PowerDC我只会放电热混合仿真，查看压降和电流密度，至于你说的路径阻抗，好像没法直接弄出来吧？
或者有个粗略的估算办法，你将回路的总压降减去器件的压降，再除以你设置的工作电流试试？

作者: dengbaba 时间: 2016-3-23 11:12
高人，学习了

作者: fiyu198028 时间: 2017-7-6 19:00
好好学习了

作者: moca 时间: 2017-12-9 14:47
收穫良多，少走寫淵忘錄跟盲點。
(做IR Drop主要关心的是传输导体上的压降，元件上的压降考虑的意义对于实际设计作用不大。)
推一個。

作者: liujian1987 时间: 2018-3-2 00:17
正在学习

作者: Moxiaoer 时间: 2018-5-14 16:45
先赞一个，共勉

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