Siwave&Icepak.pdf
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- 上传时间:2023-05-05
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Siwave&Icepak.pdf
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1在PCB设计中,由于平面层的分割,不理想的电流路径和各种过孔、信号线的分布,流响过真析电源网络的直流供电常常受到影响。
通过DCIRdrop仿真可以更好的分析和控制直流供电网络的性能。
首先打开文件DC_voltage_drop.siw,如上图:
打开后,首先检查PCB的重要信息是否完整,包括:
boardgeometry,stackup,nets,andcircuitelements点击菜单EditLayerStack(Crtl+L).打开Layerstack窗口检查层叠信息.打开NetsTab显示所有的网络点击菜单EditCircuitElementParameters.显示器件和端口激励等信息生成Sources和Sinks:
执行直流压降仿真,需要首先定义电压源和电流负载。
通常,定义在电源模块VRM和IC芯片处。
这里我们手工定义电压源和电流负载。
通常我们在Layers窗口,仅显示SURFACElayer。
点击菜单EditSelectBoardElement,然后在坐标(x:
1400;y:
1000)处选中器件U2,使其高亮,如上图点击菜单CircuitElementsGenerateoncomponents,弹出如左窗口:
按图中所示设置,然后点击Create,在U2的VCC和GND之间生成CurrentSource,并在SetCurrentSourceProperties窗口中设置如右:
SelectFrequencyIndependentMagnitude:
1AmpsParasiticResistance:
5e+07Phase:
0degreesClickOK生成CurrentSource完毕,即在器件U2的每个VCCpin上定义了一个1A电流的sink(接收端)8设置好Sink后,再放置Source。
为了显示VRM的位置,我们先改变网络颜色,在NetsTabVCC鼠标右键ChangeNetColorRed,将,将VCC改为红色,NetsTabGND鼠标右键ChangeNetColorGreen,将GND改为绿色菜单ViewTopDownView,点击菜单CircuitElementsVoltageSource,然后将电压源的正极放在SURFACE层,坐标(x:
2800;y:
1950);负极放在SURFACE层,坐标(x:
2800;y:
2150),然后定义电压源层如下:
PositiveTerminalLayer选择SurfaceNegativeTerminalLayer选择Surface定义电压源属性如下:
选择FrequencyIndependentMagnitude:
1.8VoltsParasiticResistance:
1e08Phase:
0degrees电源内阻很小菜单EditCircuitElementParametersto检查我们设置的电压源和电流负载12定义好Source和Sink后,就可以开始仿真:
点击菜单SimulationComputeDCCurrent/Voltage设置直流压降仿真的参数:
格剖ComputeDCCurrentandVoltageDistribution定义网格剖分选择剖分bondingwire和Via会提高精度,但是会造成仿真速度下降.PerformAdaptiveMeshRefinement.设置自适应网格剖分和加密。
一般选择minimumof1andmaximum5降低精度,快速得到仿真结果;选择minimumof3andmaximumof810可以得到更精确的结果。
也可以改变收敛判据来加速仿真或者获得更精确结果注意选择VRM的负极为接地.输出功率损耗到ICEpak热仿真选择选择ExportPowerDissipationtoAnsysIcepakMinThermalCellSize:
3mmMinPowerLossPerCell:
0.05milliwattsClickOK.当仿真结束,输出功率损耗结果(.OUT),Icepak将会读取如下路径的损耗文件:
01_7_DC_voltage_drop.siwaveresults0000dcthermal15仿真结束后弹出下面的窗口,在DCCurrent/VoltagePlotVisibility窗口,当电压和电流密度都选取时,不会显示梯度,当分别显示时,才才可以显示梯度。
将其它框内钩选项取消,仅保留VCC层的电压分布图:
17为了更好的用颜色梯度来显示电压分布:
点击屏幕左侧的ColorScale彩条,在弹出的EditColorScale窗口中设置如下,即可方便地观察到PCB上的电压分布情况;选择UserDefined.改变maximumto1.8V,theminimumto1.77VthenOK.移动鼠标时,系统也会实时显示光标所在点的电压值:
同样方法可以观察到PCB上电流的分布情况:
选择VCC层的CurrentDensity,不选Voltage.改变scaletoLogarithmicOK.移动鼠标时,系统也会实时显示光标所在点的电流密度(A/m2).除了从图形上直观的看到电压和电流的分布,点击菜单ResultsDCSolutionElementData,可以在如下窗口中得到详细的电压电流分布参数:
打开ANSYSICEpak.13,选择new新建一个工程。
21IDFImport22导入事先提供的.bdf文件。
这个文件可以从第三方的PCBLayout输出得到。
23如果本机安装有最新版本的CadencePCB或封装设计工具,可以直接导入Cadence格式(.brdand.mcm),而不必选择IDF文件。
24模型导入,导入发热器件25按照默认设置next,直至finish26Icepak导入PCB的结果27导入导体布线导入导体布线器件和布局已在导入IDF时完成;PCB的散热与板上金属导体分布有关,因此需要导入布线信息,导入.bool文件。
如果能够在上一步直接导入.brd文件,这一步可以省略。
步可以省略。
.bool文件是Icepak导入.brd时声称的中间文件,这里仅仅为了在没有candence工具时,协助完成整个流程.如果使用其他PCB设计工具,也可以导入使用AnsoftLinks导出其他任意PCB工具得到的anfAnsoft_Links导出其他任意PCB工具得到的.anf文件,有关AnsoftLinks支持的PCB格式,请参见http:
/2829确认导入的PCB层叠中为“mil”单位30导入整个布线后的版图31从SIWave导入焦耳热分布,确保所有文件“Allfiles”被打开,SIwave生成的“.out”文件32生成Assemblies33重复其它层:
从SIWave导入焦耳热分布,包括VCC,GND和Surface34在导入三层的热分布后,浏览35在导入三层的热分布后,浏览一下导入的热源。
ModelPowerandtemperatureimport,然后36输入器件的功耗。
这里可以一个个输入,也可以编辑一个文件导入。
37器件热耗导入38模型设置:
展开cabinet,设置PCB周围空气流动区域大小。
单位:
meterStart/end:
xS:
0.125xE:
0.125yS:
0.1105yE:
0.06zS:
0.025zE:
0.02539定义气流边界:
1,选择cabinet2,编辑cabinet3,定义气流的极限值40定义气流的极限值:
X轴方向1m/s41生成assembly:
1,选择所有的器件和电源层2,Y轴侧视图,按住shift选择box3,鼠标右键createAssembly42如图设置非均匀网格参数。
有数含请高教有关这些参数的详细含义,请参见ICEpak高级教程。
43生成网格,按照默认设置。
44生成网格45求解器设置:
双精度设置46开始仿真47结果后处理:
PCB板温度信息。
在在nonconfirmal选择Board_outline1,右键createobjectfaceseparate。
48截面风速信息:
如图选择plancut,设置Y方向截面,生成风速信息。
49如何评估Siwave引入的焦耳热对温度的影响?
单使能焦在模中中可以简单的不使能导入的焦耳热源:
在模型中shift复选中top,VCC和GND平面,右键Deactive。
50这里是器件和PCB板热合并一起的温度和风速。
51只有器件散热的温度和风速。
52仅有PCB板散热的温度5354
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