DC-DC电源仿真设置的几点疑惑

KssKssK · 发表于 2015-12-21 11:51

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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：
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！

KssKssK · 发表于 2015-12-22 15:24

cousins 发表于 2015-12-21 15:382 R! p; p, ^; U5 Q9 H
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。。。

KssKssK · 发表于 2015-12-25 20:30

royafei 发表于 2015-12-24 20:11
' h, o n/ O* ^0 t- 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 ...

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。。。

lucifer2015 · 发表于 2015-12-30 20:00

KssKssK 发表于 2015-12-30 10:00
0 f/ g. P, ]$ `$ i+ ^; e) 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 ...

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？

KssKssK · 发表于 2015-12-21 11:59

晕，是PowerDC仿真，关键词竟然给漏了。。。

cousins · 发表于 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？

bingshuihuo · 发表于 2015-12-24 16:15

这个仿真看起来确实不错！！！！

KssKssK · 发表于 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。

royafei · 发表于 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？

royafei · 发表于 2015-12-26 20:35

KssKssK 发表于 2015-12-25 20:300 |0 p3 D1 e" y; e8 S6 o9 ?0 F" Q
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~

KssKssK · 发表于 2015-12-28 08:37

royafei 发表于 2015-12-26 20:35
' F* ^! r/ _( S* {7 Q1，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
# H3 u5 c/ D- I$ \& E/ R" `- ^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

lucifer2015 · 发表于 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。

lucifer2015 · 发表于 2015-12-28 21:20

还有环路电感到底是计算哪一段的电感/

KssKssK · 发表于 2015-12-30 10:00

lucifer2015 发表于 2015-12-28 21:04
7 W9 |0 `% ?$ t. p8 }/ A+ g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？

cousins · 发表于 2015-12-30 10:45

KssKssK 发表于 2015-12-30 10:00
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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。

KssKssK · 发表于 2015-12-30 11:04

cousins 发表于 2015-12-30 10:45, v3 j* q# b. Y6 _) k
你知道为什么不要考虑电感的DCR吗？; W) {; m" q4 P, g7 i
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。
5 E/ [3 f5 X) M! ?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

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