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[HyperLynx] 使用hyperlynx进行PCB层叠压降、电流密度的仿真

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  • TA的每日心情
    开心
    2019-11-29 15:37
  • 签到天数: 4 天

    [LV.2]偶尔看看I

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    1#
    发表于 2019-11-27 14:50 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    本帖最后由 HelloEE 于 2019-11-27 14:49 编辑 ' u/ E# [% \- x! m: k, t

    ; W1 E1 c2 z) Q3 K层叠压降仿真需要以下几个步骤:- }+ K' ^/ K7 ]) E' E
    1)导入PCB板
    ' |) A# S* A  x  b$ g2 ^: Q" a1 ~: h1 E
    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。

    - Q0 {  V3 d# ?) _2 e% h( ?
    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。* v8 ?6 D: M/ O! [- _
    (2)设置层叠参数
    7 ]+ B7 A" H- m5 V
    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。
    % w7 f) O! |* {* o
    (3)批注电源网络
    0 t$ g  r, P. f1 d) o) U
    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。
    0 u$ `$ m: h9 A: u* R' Y" N8 k( ^
    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。

    , u0 E( I9 I) m+ e& [0 d( d
    (4)分配供电及负载模型
    # s/ ^: K$ p2 K9 S
    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。
    , x# z! n$ i" q) @: z# D3 K
    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。
    8 @. ^' y7 X* h5 [5 e' I
    分配界面如图:
      B% R( r: _$ ]/ c
    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。" b2 n9 D9 \0 ?' v, K
    由于X1与X3为受电网络,故分配DC sink model

    ' S# o) \. L8 h+ n, ~
    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。
    0 g' z! r8 ]* A: ?: A
    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
    & e8 Z. Z& c7 n! ?7 k7 E/ Y6 {
    在该界面设置相应电阻值或者电感值。
    (5)运行仿真. E3 S6 e- O8 ~$ E! Y; [
    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。; E. ^9 N( ~1 `/ _8 T
    我们可以打开红圈所示区域。

    5 R3 m1 m6 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。

    7 ^5 H% {6 g$ p. F
    也可以看到,受电流密度影响,导致较窄的线区有一定压降。
    9 J) L$ q& M6 g$ v" L  b  v0 @
    热分析仿真:% n3 X% V2 A/ }2 N
    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。

    + s% }& d& T6 M9 F
    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。

    该用户从未签到

    2#
    发表于 2019-11-27 18:25 | 只看该作者
    路过 学习学习
  • TA的每日心情
    擦汗
    2019-12-2 15:32
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    4#
    发表于 2019-11-28 15:34 | 只看该作者
    路过,看看学学

    该用户从未签到

    6#
    发表于 2019-12-6 22:17 | 只看该作者
    学习一下

    “来自电巢APP”

    该用户从未签到

    7#
    发表于 2019-12-6 23:19 | 只看该作者
    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?

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2019-12-10 11:36 | 只看该作者
    我没有VRM model 这个是在哪里可以找到的?

    该用户从未签到

    10#
    发表于 2020-4-23 00:26 | 只看该作者
    电流密度的计算太粗糙,应该根据IPC-2152查表

    该用户从未签到

    11#
    发表于 2020-5-25 11:21 | 只看该作者
    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

    该用户从未签到

    12#
    发表于 2020-10-29 10:34 | 只看该作者
    写得不错,谢谢楼主

    该用户从未签到

    13#
    发表于 2022-2-22 02:20 | 只看该作者
    谢谢! 我下载了它,并会整理出来
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