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EDA365电子工程师网»技术社区 › 电子技术社区 › Cadence Sigrity仿真论坛 › DC-DC电源仿真设置的几点疑惑
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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 |倒序浏览 |阅读模式

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x
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：
! O/ V, T$ J# D/ v3 X1、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？( [0 F" m1 X# h
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？: `. f( o! [7 a  `3 m: b6 l, A
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= =7 E0 ]9 h4 e8 d: ~: u/ D3 ]' z
- R4 A* [7 x. [% k
1 r9 H# g9 F! a; d
求各位同僚指点一二啊，万分感谢！0 L: ^! s: A1 A, J* c

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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
+ p, V+ ?0 U" K& N  q( q1.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 ...

$ F9 I% g1 X: |* p$ L& K8 @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。6 L4 O) o( A7 E; {) \# U6 o* p
2.既然是等电流，自然是各个管脚。) @- ~' x8 ^! u; d- O1 D$ A0 @$ p; p  z! j
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？
% ?8 i( ~7 W' K: R! \7 e4 N6 O  [2 Q: T- ?1 V6 M( _+ N

; F3 s7 p" w. L. m! b! f8 i  o8 [9 T
; k4 D$ t: M+ S9 R% [1 f# F/ [  A" b6 ^. N% Y5 N3 w: G
谢谢版主指点！！' J0 R- U/ o& }. q& }3 {3 ^* o) t
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）! S  N- P2 B- Y. H6 K
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
- [* R4 d' Y( y. X" V, t: @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）& k+ G7 f! V& \; i

. i0 W4 o# Z! P% B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。。。
3 p. b: ?; p9 Y# k6 G% x5 t9 B

1.png (36.91 KB, 下载次数: 0)

1.png

2.png (81.55 KB, 下载次数: 0)

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 20:110 f. k/ I! t$ u* R( R: y
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 ...
( ?$ k' X! M% j# V  U5 H
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。。。1 L7 K- L& }  \  B) U4 o  A
. \( x- C% [0 Q+ e/ a6 @; g
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。) e+ O7 P0 V: n5 ^# }
* @6 \8 z% H: M

2 o) T9 J. z- y' d; h1 c1 D) [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。。。
2 }. l; p: N7 I

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

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royafei
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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lucifer2015

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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% d: X% h, j  X! G- ?
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 ...
+ z* n  d, {* l! \3 U, _1 a6 `: G
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。
: D4 f) m& {2 \& M( }0 Y0 j   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？' B; m# p3 q% c& I

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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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 楼主| 发表于 2015-12-21 11:59 | 只看该作者
晕，是PowerDC仿真，关键词竟然给漏了。。。

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cousins

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发表于 2015-12-21 15:38 | 只看该作者
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。# w- f' Q; r" d3 Y8 F" U
2.既然是等电流，自然是各个管脚。
' W0 m$ [, Q# P2 f3.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？

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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  详情 回复 发表于 2015-12-22 15:24
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bingshuihuo

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发表于 2015-12-24 16:15 | 只看该作者
这个仿真看起来确实不错！！！！

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 楼主| 发表于 2015-12-24 16:49 | 只看该作者
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。
: R% _+ ]1 h& b( i+ m4 f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。

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royafei

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发表于 2015-12-24 20:11 | 只看该作者
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？

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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，  详情 回复 发表于 2015-12-25 20:30

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royafei

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发表于 2015-12-26 20:35 | 只看该作者
KssKssK 发表于 2015-12-25 20:30
4 C7 r9 L5 K& S: [3 ?7 J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 ...
  c& t' u1 Q) b# y
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1 K0 }/ _) [2 ~, f0 V
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~
3 I  H. x8 k/ i2 ~$ f6 i

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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  详情 回复 发表于 2015-12-28 08:37

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 楼主| 发表于 2015-12-28 08:37 | 只看该作者
royafei 发表于 2015-12-26 20:35
/ t" Q8 s3 G: T5 n, d( \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
7 E$ r* a3 ^) C* D3 I" a1 L2 ...
1 ~& I) |) B( m# A( {
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8 J7 I8 ]! l& r" J  s. W

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lucifer2015

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发表于 2015-12-28 21:04 | 只看该作者
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。

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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。  详情 回复 发表于 2015-12-30 10:00

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lucifer2015

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发表于 2015-12-28 21:20 | 只看该作者
还有环路电感 到底是计算哪一段的电感/

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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 21:04
8 [% A+ r: F* ^& q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 ...

( f& K5 X3 L/ [0 U' `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。% \" }) t* P' v4 z  ?3 G( r
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。
$ [* r+ A3 h( f/ q6 B  Q3、环路电感?貌似PowerDC方仿真里没有要填写这一项的地方啊？
1 R; V% I4 X! _  k( Y

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lucifer2015
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
cousins
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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cousins

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发表于 2015-12-30 10:45 | 只看该作者
KssKssK 发表于 2015-12-30 10:002 N4 Z! P' C. J0 c- t# j
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 ...
+ Y& {( p. V# V; D; Q  C* A
你知道为什么不要考虑电感的DCR吗？" s) Z4 P! W) C; H0 m$ e
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。( V) A4 o  y7 m- N' y, Y/ @
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。 5 A+ i9 o! @6 e7 i- O
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。0 }/ r+ \- p  ^, H, n2 B
所以我说了你加上PMU/电感的内阻与不加内阻没什么区别。2 Q& P. A' `- L; B
& E: v! O# X7 B7 ]

* p  I1 h, A7 Q5 w! z* K" O4 r- k

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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
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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/ g# D3 o7 }% h
你知道为什么不要考虑电感的DCR吗？
2 _3 ?  a# y+ j8 Y5 m+ ^  b$ b4 `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。" j+ @& x: n3 f( J( j, m
你实 ...

, f" u/ p% a' C9 y8 P% \原来如此啊...- [" b6 T7 u  i5 t- w& ~* Q
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" _8 k- x! o% o# w

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