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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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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:5 P) q0 a6 r9 I9 L
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?8 p' K  A; }* z) @& [* K( ?: z! q
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?
1 u* [  p% r1 @8 j0 C3、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= =% G) i/ P4 c& F) }' f

0 ~; z! c) I( p! l+ m/ n+ q4 N
0 F, L6 v, l+ D求各位同僚指点一二啊,万分感谢!
" |/ u& H( i5 i. a- u

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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* M0 |+ p# A" m  Y
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 ...
0 J5 k$ ~* W" k  E6 e
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。
8 ^7 @6 K7 @: I% v# _6 f; N2 m2.既然是等电流,自然是各个管脚。) @- ~' x8 ^! u; d( h4 h* L4 Z; Y1 e% r8 y
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?9 W, {( {4 x+ v

% f; a" x% r" N1 i: I/ g' _% ?/ R2 A+ ?

  Z- T6 o5 N# O" w- L& k4 E8 V8 X
谢谢版主指点!!4 [  z, f3 r3 p9 l& \+ ^+ ~
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)( b; k( H3 G! ?/ u- Q0 T) e7 W
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
" s! X& T7 S3 f; y0 N3 r4 K3、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)
5 s' J+ F' J# C4 E$ u8 F- j4 R$ V1 \* K. m. H" 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。。。: w+ U3 Q/ e, U

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)

3.png (81.18 KB, 下载次数: 0)

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
' H$ m7 j2 Y* {% _! j7 @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 ...
! h) q7 Q3 L8 o
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。。。/ P0 y- _/ x$ s3 F
# @0 R- g9 L- W9 F' S( m0 Z
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。
5 n! Y8 S$ [# I1 H1 Q! T8 V* `8 T! y
' D. z$ a4 h; E1 c0 p
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。。。. f" `8 |& V; A. P9 r

1.png (25.97 KB, 下载次数: 0)

仿真前

仿真前

2.png (34.14 KB, 下载次数: 0)

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
* X8 R* D6 o1 \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 ...
  m: c) G: \& T  P3 U. [& P; D
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。2 L& H/ b8 N0 x  ]
   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?# x/ |. p9 H8 H! \3 T- k; G

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。5 U& r+ O; I6 |. {8 v- N/ g0 d1 z
(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。)
( y- G* [1 y" x& e9 _6 r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9 L$ ]3 @( D# ^) W& l% U+ M

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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?
% x+ B' y$ x: I7 c: P! o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?# N0 K) s8 V9 F

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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" F" G  b4 ?+ i* V/ x! l. z
最近有事一直没过来,不好意思
( l6 _7 Z0 G' u1、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 ...

0 f8 @! Q, C9 Z; K我上个图吧' [8 l" W5 O5 I

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发表于 2016-2-23 13:58 | 只看该作者
学习,学习~
2 g+ R7 w/ V- G5 r& E; v

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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
: f' D% M* _. ?2 Y3 \' d" |% N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 ...
  R* {5 j# Y, C5 X' e- _9 z
最近有事一直没过来,不好意思  B* d/ @, d- R$ ^: G
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?
: p% }& h% u+ C8 o( k+ r: V2、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。; U- e" _) j7 b$ Z# r  h

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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
% C* ~9 x: F4 r5 {. h" V# }你知道为什么不要考虑电感的DCR吗?  I; Z$ q& ]  M. Z7 K
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。
7 x" b: a5 u6 M( a9 D8 G0 B2 R) L你实 ...

/ M  D; o* I" ^. @6 b原来如此啊...
5 h- m, Z& R3 r( Z  x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. s1 B$ ?( y7 ~* L# j

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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
0 ?- {# P" s! A3 p* q1、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 ...
- s: n& _- o2 \& _
你知道为什么不要考虑电感的DCR吗?
% j7 F! \2 `+ ?! J" [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。! Y% t$ V, K# ?. a; z' b& d
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。
6 ]8 l' Z& p9 K& X+ k( ^) K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。
7 b. X' O1 w7 q1 e! Y( ~! 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。0 e5 t2 M4 a" \

' B  h; X) k! F% Q: h+ h$ h$ b1 `! U. Y

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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 21:04
7 E6 c" _, m1 A5 w( ]; n# I3 e; ?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 ...

2 b$ M6 x. q2 c+ @. L3 U1、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。
) [: j* a6 R# C; v4 W3 J2、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。7 E1 q$ T8 Z, @
3、环路电感?貌似PowerDC方仿真里没有要填写这一项的地方啊?3 {! d% B* v0 C7 c

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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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