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标题: 使用hyperlynx进行PCB层叠压降、电流密度的仿真 [打印本页]
作者: HelloEE    时间: 2019-11-27 14:50
标题: 使用hyperlynx进行PCB层叠压降、电流密度的仿真
本帖最后由 HelloEE 于 2019-11-27 14:49 编辑 6 f! c5 f' w! X, Y8 k
8 a) u5 w9 `3 T( N% }
层叠压降仿真需要以下几个步骤：' T3 M8 I& Q8 r  |0 _! k9 u
1）导入PCB板
/ h9 ?2 Y& i  I) I
hyperlynx支持hyp类型文件的导入，这种格式可以通过大部分PCB绘制软件通过转换获得，在这里就不详细描述了。下如为转换得到的PCB图。
, i% A+ R# [, D. c0 Q
该板主要是用来给一些FPGA等芯片进行供电，因此需要进行一定的仿真，观测局部压降以及局部电流密度。
! k; p( o+ k; ?6 a  j7 s8 ]
（2）设置层叠参数! k4 n* C' c" \0 r$ t
在软件界面的setup中，找到stackup，设置每一层所用材料及相关介电常数、铜皮的厚度，注意单位的选取。

" G1 \' P5 S) I8 f. @' ^
（3）批注电源网络
) r3 K. d$ f9 |8 I  I
虽然hyperlynx会自动识别一些电源网络并分配一定的数值，但是个别数值可能与实际数值有一定不符，这时候需要手动修改以下。- r; H' i- `' X& A( A
在菜单栏的setup中找到power supply进行修改及检查。确保网络数值为实际数值。

* G2 N9 b8 J8 j6 g2 G+ w
（4）分配供电及负载模型7 ?) K1 e, K# }7 J
这个过程实际就是分配哪些网络是供电端，及电源分配网络VRM，以及得到电源的受电端，毕竟LDO或开关电源或负载都可以等效源，只不过是吸收与供给能量不同而已，你可以都认为是源。点击菜单栏中的红色圆圈如下选项。

9 M- M6 a+ }& t9 j
弹出如下界面：
选择我们需要分析的网络，这里我们选择VCC 12V0,即12V的电源网络，右侧界面会自动识别出12V电源网络部分。
点击assign
会看的4个需要分配的电源器件
每个器件只有电源为12V网络的引脚才会显示出来
选中部分引脚，进行分配，由于U2是电压供电网络，因此需要分配VRM model
分配好如上图所示，并分配参考网络为GND。& P8 @# M# R, e" S, ~; v
分配界面如图：

, \% [/ S8 A6 ~2 `6 `& [: y
R和L为相应的阻抗，可根据芯片手册实际参数进行设置，如果未提供，保持默认值即可。- z. S/ ~  L+ \4 Q  ~9 f. o$ Y
由于X1与X3为受电网络，故分配DC sink model
  W  X9 A3 H3 i/ A7 {' d) t/ D3 e
图中，0.5A代表负载需要的电流，阻抗即为负载直流电阻大小。
/ r- ^  [2 o' ~. U( U! \2 z  ]
都设置完之后，如果在两个电源网络间接有小阻值电阻或者扼流电感，那么这两个网络都需要进行分析，因为它们虽然实际数值一样，但trace网络不同。这时候就需要在power supply处进行添加，并且

! L# F& d% u! b- v
在该界面设置相应电阻值或者电感值。
（5）运行仿真. {/ B: Z7 D- \* x. b0 G! W4 V
会自动弹出一个报告，上面写有每个引脚的电流和电压数值。& @: R" P2 e& V7 U2 z* z
我们可以打开红圈所示区域。
. q# f/ \5 V/ c/ X0 k% _
观察相应的电流密度
可以发现，在路径较窄处，电流密度较大，达到了91.4ma/mil2。按照1oz铜铜厚1mm线宽可以通过1A电流来算，1mil大致可以承受25ma，大部分都处于该标准以下，只有这局部需要进行拓宽调整。因此可以增加走线宽度，降低电流密度。
下图为压降显示。
$ M$ m+ E5 R5 C7 B) b! y
也可以看到，受电流密度影响，导致较窄的线区有一定压降。. I. V9 b4 c6 C8 B2 v0 n/ G' z5 X, ]
热分析仿真：# E. D" Q& b  M6 B- S& x2 e
热分析仿真比较简单，可以在压降仿真的基础上直接点击菜单栏的有个温度计的图标。
3 R+ g6 @. v' g; {7 Q
可以看到由于供电网络主要集中于中间区域，故整体温度较高，但并未达到过热的状态，因此在室温下可以不用散热。
作者: ytm    时间: 2019-11-27 18:25
路过 学习学习
作者: wu6886    时间: 2019-11-28 09:58
看看!!!!!!!!!!!!
! i6 Q$ a# A, i& {; t% t% Z
作者: ppszywan    时间: 2019-11-28 15:34
路过，看看学学
作者: Zgg    时间: 2019-12-2 15:08
学习
作者: Yamy    时间: 2019-12-6 22:17
学习一下
作者: changc365    时间: 2019-12-6 23:19
两个问题，电源的受电端的电流如何确定，拍脑袋得出的吗？  热仿的时候，他的功耗是安电压乘电流得出的吗？
作者: 叶佳佳    时间: 2019-12-10 11:36
我没有VRM model 这个是在哪里可以找到的？
作者: liuzs09    时间: 2020-3-19 13:52
学习学习，
作者: 3THEYE    时间: 2020-4-23 00:26
电流密度的计算太粗糙，应该根据IPC-2152查表
作者: tyb0220    时间: 2020-5-25 11:21
楼主你好，想咨询个问题：我在仿真压降时，就像你这个文章的VCC 12V0，在我选择电源网络时，软件无法显示出对应的电源平面，不知道如何操作，想请问下，你是怎么处理的？这是我的问题帖子： https://www.eda365.com/thread-378501-1-1.html
作者: 234500317    时间: 2020-10-29 10:34
写得不错，谢谢楼主
作者: vikaminder    时间: 2022-2-22 02:20
谢谢！ 我下载了它，并会整理出来
作者: medianchao    时间: 2022-9-15 11:09
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