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DC-DC电源仿真设置的几点疑惑

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发表于 2015-12-21 11:51 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式

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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:
5 E, k) p* R& Y) p* o1 ~+ A1、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?! Z8 k/ T5 X9 Z( `3 k/ d9 [
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?
  Y4 q$ Y3 ?0 y1 b6 H/ m% v( h2 @3 L3、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= =5 d1 z0 N! ?5 \1 M
+ c8 H5 W& G; P, f# S

! q# G( g, u! _0 K# l7 t' q, A4 S求各位同僚指点一二啊,万分感谢!0 C0 Y  t$ K8 n7 n! q/ \# T

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 楼主| 发表于 2015-12-22 15:24 | 只看该作者
cousins 发表于 2015-12-21 15:38
3 |2 u& q0 a' B, \7 }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 ...

7 n9 p3 o" Q% H' D1.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。7 Y/ z  P: t7 |) x) q  d2 B
2.既然是等电流,自然是各个管脚。) @- ~' x8 ^! u; d
0 q- Y3 e9 l: c' W2 m: f+ o3.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?
0 v5 K, _( `. S: i: s& v* u$ d, w" s8 m5 ]
, F7 p' u, I/ t* |; f4 B

/ f0 z7 Q) g2 {
8 v, r8 S! d- j$ a7 f/ g0 T4 @, p谢谢版主指点!!
( y1 C. z, ], o- _0 @  \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)
  |$ }- @# X- m2、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
( M. \) \7 d4 i- u& O3、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)% M+ H- f1 k1 s/ k/ h- s
3 i6 U8 t& A$ Q
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。。。9 v, E# }( Y5 D% h

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1.png

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0Ω内阻(此时Sink设置有误,所有值都偏低)

0Ω内阻(此时Sink设置有误,所有值都偏低)

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0.1Ω内阻(此时Sink设置有误,所有值都偏低)

0.1Ω内阻(此时Sink设置有误,所有值都偏低)

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 楼主| 发表于 2015-12-25 20:30 | 只看该作者
royafei 发表于 2015-12-24 20:11
1 h9 Q/ p6 r1 H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 ...

/ _5 O  \) E/ i$ q+ t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。。。
* v& N3 |. p( F, |( `; ^/ |2 i0 V( j$ q
% h1 K9 O4 `4 S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。
' X' ~* j- U0 w/ N7 B3 {7 E# Q) U$ Z7 u, h7 b$ h7 s* `. ]  J# g
  y, @; [$ E$ I4 Z( N  W( m
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。。。
0 J0 g" p1 d. I+ c8 L+ U9 w

1.png (25.97 KB, 下载次数: 0)

仿真前

仿真前

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仿真后

仿真后

3.png (55.39 KB, 下载次数: 0)

实孔参数设置

实孔参数设置

点评

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~  详情 回复 发表于 2015-12-26 20:35

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发表于 2015-12-30 20:00 | 只看该作者
KssKssK 发表于 2015-12-30 10:00" f. r9 z7 s9 a5 I# }  [+ }
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 ...

/ ~' v) |9 x2 t9 ~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。
$ m7 a% m/ @" o" Z" V- R* G   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?
- Y8 q$ w) Q6 E8 E

点评

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  详情 回复 发表于 2016-1-19 11:44

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发表于 2018-5-14 16:45 | 只看该作者
先赞一个,共勉

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发表于 2018-3-2 00:17 来自手机 | 只看该作者
正在学习

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发表于 2017-12-9 14:47 | 只看该作者
收穫良多,少走寫淵忘錄跟盲點。
9 T' W" d' R0 o1 e- k; |(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。)
- O% K1 Z1 G- y推一個。

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发表于 2017-7-6 19:00 | 只看该作者
好好学习了( \2 z1 s9 {: ^% R$ B$ `3 i

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发表于 2016-3-23 11:12 | 只看该作者
高人,学习了

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 楼主| 发表于 2016-3-10 09:06 | 只看该作者
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?! Q3 i- ~: l8 D# b! K$ u. {
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?
6 I' [) g5 p! i# ]7 {/ V% S

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发表于 2016-3-8 21:06 | 只看该作者
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?

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发表于 2016-3-8 21:04 | 只看该作者
KssKssK 发表于 2016-1-19 11:44* ?* y& x8 H4 z
最近有事一直没过来,不好意思
4 _! L( _; J3 q, f. R* s2 h0 G& v! y1、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 ...
+ u: i. \* c6 J# J, e/ Y5 ^
我上个图吧
) [' }1 S5 B5 q$ ~

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发表于 2016-2-23 13:58 | 只看该作者
学习,学习~. `: m7 u) f: v# R$ F

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 楼主| 发表于 2016-1-19 11:44 | 只看该作者
lucifer2015 发表于 2015-12-30 20:00( E! N  c& i8 w" d0 H, q2 N8 t) R8 j
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 ...

( J- j. a+ b1 N. o最近有事一直没过来,不好意思
6 s; l. W9 k4 f5 R8 r1、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?, W5 b1 G7 d/ A7 {+ \9 B
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。
* r* l+ }, K2 D7 c$ y( X

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我上个图吧  详情 回复 发表于 2016-3-8 21:04

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 楼主| 发表于 2015-12-30 11:04 | 只看该作者
cousins 发表于 2015-12-30 10:45
  q0 C& P8 c* C: M* {你知道为什么不要考虑电感的DCR吗?. a8 v+ o. o0 _
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。6 j. w, N; a+ t0 F8 Q
你实 ...
8 @5 y4 a- h. C4 K8 P2 @' s
原来如此啊...
" c/ C, {9 K1 i- L, d' p% W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  H+ y, i8 }2 p# w+ k

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发表于 2015-12-30 10:45 | 只看该作者
KssKssK 发表于 2015-12-30 10:00# v& B4 \, e9 K
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 ...
4 W2 j, n! Q% l8 [
你知道为什么不要考虑电感的DCR吗?, j0 T: v! ?) ]6 ^
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。
8 r# K" ?7 v0 }/ k' I7 Q+ p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。
' L/ K, Y9 p4 h2 ]4 _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。& A* U: w( R) @9 ^: @) R
所以我说了你加上PMU/电感的内阻与不加内阻没什么区别。
4 @+ S3 r/ r2 V* [8 C, M# D8 K
0 F3 u5 S6 I: ?) V* [0 O% M6 T0 S, l  O

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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  详情 回复 发表于 2015-12-30 11:04
新年伊始,稳中求胜

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 楼主| 发表于 2015-12-30 10:00 | 只看该作者
lucifer2015 发表于 2015-12-28 21:043 B9 K* s8 i2 C3 I
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 ...

/ v4 J. P' l' c9 |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。: S8 ^; K) A  b/ A& m  q
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。5 V: I; O& @* b+ g& n6 |/ d& M
3、环路电感?貌似PowerDC方仿真里没有要填写这一项的地方啊?) B+ J, e% H& K) _' [6 i: t2 [

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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  详情 回复 发表于 2015-12-30 20:00
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  详情 回复 发表于 2015-12-30 10:45
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