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一文了解仿真電源壓降

微云疏影 ? 來源:一博科技 ? 作者:一博科技 ? 2023-01-24 16:15 ? 次閱讀

暮色朦朧,月光漫上云彩,拔地而起的高樓大廈在月光的映射下似一個個巍峨的巨人,遠遠望去眼前聳立著一座高大雄偉的建筑物,雖然瀕臨鬧市區,但是卻顯得格外安靜,與天色一起暗淡下來的還有高速先生的新成員雷豹的心情:自己信心滿滿仿真電源,找不到問題所在。這事還要從昨天說起。

由于雷豹同學正處在學習階段,昨天師傅Chris給雷豹安排了一個仿真練習項目,要求是仿真電源壓降,雷豹拿到后,激動的看了看要求,嘴角微微揚起,這不是之前自己練習過很多遍的壓降仿真嗎?易如反掌,呵呵。可惜雷豹飄了,沒有看到Chris給他要求后嘴角泛起的詭異笑容,想必事情沒那么簡單。

雖然思想上輕視,但行動上要重視,雷豹拿到文件后,立馬進入工作狀態,仔細檢查了PCB設計文件,一點細節都不放過,確認無誤后開始仿真0.8V,Duang的一下很快啊,雷豹跑出了結果:

壓降結果:PASS 電流密度:PASS

開門紅,雷豹一鼓作氣仿真第二個電源0.55V:

壓降結果:PASS 電流密度:PASS

雷豹咧著嘴整理好數據報告,通過郵箱發送給了師傅Chris,Chris問:這么快?看了眼報告,果然這小子還是疏漏了呀。師傅說:你把這兩種電源同步仿真一下,再整理一份報告給我。

這不一樣嘛,雷豹雖然不情愿卻還是做了,沒想到這次的結果大相徑庭。

兩個電源的壓降都FAIL。

于是就有了文章開頭那一幕,雷豹心情低落的看著仿真數據。不甘心的雷豹來回鼓搗了好幾遍,卻始終分析不出來原因。看到這一幕的師傅覺得他的身影有些孤單,拍了拍人機合一的雷豹:豹子呀,想不想兩個電源都PASS?雷豹抬頭看著師傅:真的可以嗎,師傅?

師傅看到了雷豹眼神中的渴望:豹子啊,這里面的水太深你把握不住,還是師傅來吧。隨即師傅操作鼠標熟練的打開兩種仿真狀態下的GND層電流密度以及Report中的壓降參數:你仔細看看有什么區別?雷豹盯著師傅圈出的參數以及GND層的電流密度,恍然大悟。

GND層的壓降對比能看出,單個電源仿真和兩個電源一起仿真,GND層的壓降差別很大,雷豹打開PCB設計一看,原來只有一個GND層。師傅繼續說:“這樣兩個電源同步仿真的時候,就會共用一個回流地,這樣地平面的回流就會顯得擁擠啦。”對比電流密度,確實有這個變化,是自己疏忽了。

總結下來,一直以為壓降只關注電源層卻忽略了GND層。還好電流小,假如是GND層面少且電流大的情況下,分開電流仿真誤差會更大,說不定密度已經超過了100A/mm2,壓降不合格卻渾然不知,這樣就無法仿真出正確的結果,便無法針對性的提出修改和優化建議去完善單板電源系統,最終會導致板級電源在實際工作中出現的種種問題。

審核編輯 :李倩

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