|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
6 J% |, D v w. R此示例展示了如何将一系列连接的网络进行整体分析，同时考虑互连它们的串联元素的参数。 此外，本次系列还概述了如何添加电压调节器模型“Voltage Regulator Models（VRM）”，它们也可充当网路之间的电气和逻辑链路，以及如何开发设计电源网络的完整层次结构。5 L) Y# O3 G- b3 v6 M
8 b+ C& h; }* d
该示例为SpiritLevel-SL1参考项目的PWR_IN至5V的网络建模，并包括3.3V（VCCO）和1.8V（VCCINT）VRM，以创建完整的电源网路结构。
! _2 Y, Y1 V: i. \/ n/ p, V) K% l( r* v- [5 G. ^
! Z# u3 x8 C7 ]! \1 F6 E
0 T! h$ U. @# R& I' W原理图电源网络
* I4 D' {8 t2 k8 w- v1 ~8 r7 g2 Y/ z$ ^ U+ ~3 Y; t
DC网路设置
+ i2 Q$ U9 L- n# r: h& y2 R' M1. 选择 File » New Simulation。
( \/ w5 G4 s, D9 v5 M! J$ N
- P j) ]. b) [/ e2. 设置< Power Net> 为 PWR_IN 和 GND 。
/ M! n1 F' x) t. g
( t& M, D. c6 F$ g3. 添加Source 并设置为 J1。
% P! F! M6 K+ h" Z
7 e& B3 j$ _" U' p {7 ?0 ?通过串联元素扩展网路3 N" P2 I( C: j- n
要建模从PWR_IN网路到5V网路的完整电源路径，需要添加串联熔断器（F1）和开关（S1）元件及其中间网络。 在PDNA接口中，通过顺序地扩展电源网路来添加这些。 每个网络“扩展”通过通用串联元素模型连接。 串联元素不限于所有终端的单个RefDes。 例如，可以制作一个串联元素来模拟电感器，或者一个串联元素可以跨越多个元件，以防设计的一部分不需要模拟，或者因为电源在PCB上只有一个连接器，要通过该连接器接到另一块板的情况，这样不是一个完整的网路。
/ H) U% N8 d& ~$ l1 p" L* M: Z
6 N; |6 K8 t T8 _1.右键单击PWR_IN网路，然后从上下文菜单中选择“Extend Network”选项。+ p6 s' b8 U, z
: q! n, f$ \, Q+ w: n! X1 X
2.选择NetD1_2网络（桥接F1和S1的引脚3，及二极管D1的引脚2）。. V) z- L; c. `- c
0 e8 }' i, `5 J+ a0 l
3.单击“确定”。 网络扩展进程将自动在两个网络之间添加一个串联元素。7 E, W& A. F& W0 M3 w& v
- v4 w# _( |$ Q' s {
* x) R! ^, ` g8 o& H4 n, ^. b( ^1 T! d5 v; A3 a) p
扩展电源网路
" }4 X2 E; U" H2 e# B* J3 _( o% |+ K9 }- g5 r% e
4.双击“串联元素1”以在“ Device Properties”对话框中指定连接“ connectivity ”和参数“parameters”。
5 r( p" A$ D. w) Y2 u7 ~. @* N, Y! h/ z* V3 Q! K
串联元素模型由与电阻串联的电压源组成，可以对电阻，电感，二极管和开关等元件进行基础建模。& z5 t! L! {- K1 z7 o% q
, { ]. x( ]6 a5 F/ O! C! g
5.将 In和 Out终端的Refdes设置为F1。! V S5 {- K8 S( H$ I
4 I" k& z. o5 ?+ H. o& o& J
6.将标称内部电阻设置为0.1Ω，然后单击“确定”。
) M! }! b4 x# n) K% T0 G
$ O9 Y4 f6 i& q5 q0 A注意：如果串联元素是半导体器件，例如二极管，则会指定电压降参数以及器件的内部电阻值。% K3 _$ r' W* l. {
- {- j+ U5 S0 r1 F% h6 W Q3 X8 G
5 R: R. z3 r, M7 x) c
" l/ Q, ^+ k1 Q2 |: o; Y* a
定义串联元素的属性
' s Q% T) X( S; G/ d! h/ _; l9 M h9 g4 g9 p
7.右键单击NetD1_2，然后从上下文菜单中选择Extend Net。1 B* Z# o+ y6 T1 d
. m, Q4 t' d1 b+ C8 D& q3 V9 h: y8.选择5V电源网络。
: T" ^& B# i, F+ d) \* ]
: q2 {- I5 l6 j
, J5 [; o0 P. F5 t# X
% U( ~6 U, ^ F V/ S
扩展NetD1_2网路. E O: Y- v0 R& F; I
; I3 K: }7 Z" W% k, w* |$ u! ?' Q
9.双击串联元素Series Element 2。
3 J% I; T: x2 @& |. E" u0 L4 @
, k* a9 w# c+ h3 i i2 O, d. d S" a10.将 In和 Out终端的Refdes设置为S1。
' W: B4 \& Z. C7 I6 T8 ^) c
, b; x+ d2 X$ Y/ I9 ]4 ^11.取消选择 Group Pins by Name。
" w0 y# R/ ?. u+ @
, s, w/ B9 o' X6 d12.禁用 Pin 1。
; u, L3 v! R6 C" r4 b* ^3 q& U2 ]! d; D8 h4 ]
13.将标称内部电阻设置为0.1Ω，然后单击“确定”。
0 _/ B. M0 N; {, r- |! b) q& ^# y4 T4 t1 J. ]# J' H* d, ~8 c
% Q- ]* E* o1 C9 B% d0 G4 Q
& ] ^- w2 n2 C, n添加串联元素2
) A: X1 ]1 p# \5 P6 x/ ?3 X8 x9 Q A3 l
在这种情况下添加的串联元素是S1，它通过引脚2和引脚3将D1_2网络连接到5V输出网路。由于S1（引脚1）的备用输入引脚连接到其输出引脚（引脚2）， 不带负载电流，引脚1可以从网路分析中删除。
- N6 b/ w4 s }* c* k
4 h( J J8 B. K* F5 Z14.将LCD1作为负载添加到5V电源网络。* e" n; ^8 [" l. E
# m/ x; l0 R% q1 @8 ^- G+ S" S) {
15.将Load Current设置为80mA，然后单击OK。
' Q% o" R3 k% t' t9 _* w7 v# Z
& y( D4 E$ t0 x b9 ]- @
/ @( x8 E, Y; B' l
) _' {7 g/ S- \" G7 C& B! S9 q
添加LCD1负载到5V电源网络
. F# j( d% l: E6 h' _: j
$ Z2 [0 P/ \) h7 c' Q5 s16.开始分析。
+ _) L# j4 D* S- X( {1 V4 i" C/ X
4 ~( ~: U: N" i3 {" Y O* ]2 x' g
8 @& U; n& B& X+ G
2 `4 c( z9 O! P同时进行多网路分析- p- g1 F' t& P/ `5 Y
/ ~9 [" b6 ^( P6 @8 Z包含电压调整器模型; c% A% v/ @$ f* N# t
PDN分析仪提供有源电压调整器模型 “Voltage Regulator Models（VRM）”，可插入网路的电压输入和输出之间。 当添加到PDNA电源网路时，它们既表现为电压输入网路上的负载，又表现为电压输出网路上的电源。 VRM模型选项包括线性“Linear”，开关模式“Switchmode” 和遥感开关模式电压调整器 “remote-sensing Switchmode voltage regulators”。 电压调整器模型（VRM）在PDN分析仪中非常强大，因为它们可以在多个元件中定义，模拟整个稳压器电路的功能。 这样就可以在PDN分析仪中轻松模拟复杂多样的设计。3 |& a: u u. M* D
+ s5 {. j& j( pSpiritLevel-SL1参考项目使用线性稳压器来产生3.3V（VCCO）和1.8V（VCCINT）电源。 当VCCO稳压器（U3）添加到PDNA仿真网络时，它表示为5V输入网路上的负载和3.3V网路的源。! Q5 i. ?6 O3 T
$ a% H8 j4 J! ?2 N, y
6 m2 V1 _- R; l5 [2 G/ X7 j7 l2 Z& A
: t; l" c# q8 | n# R3 V6 a& V项目线性稳压器
! X3 x2 m4 ]$ T: x z; l/ p$ N4 G$ [2 e+ V8 A0 ?. i X
1.向5V电源网路添加负载。" ?' n3 S. m) [5 w5 z1 Z" A: A
- \& m6 c8 @! w4 x4 V! l2.在“设备属性”对话框中选择VRM (Linear)选项作为 Device Type 。
2 X, x7 k# i) A" k1 p4 Z1 R# G
; G2 |( ?5 j& j9 E5 W% L4 O3.将In 终端的Refdes设置为U3，将Net设置为5V。
; B3 w- L% V" r* i
% o6 y; y8 z* R$ I3 B) ?4.将Out 终端的Refdes设置为U3，将Net设置为VCCO。
0 V" y/ `6 C. _" X$ p
# Q8 s- {1 u) f5.将Ref终端Refdes设置为R14，将Net设置为GND。
; h% v8 n, G; D9 ?$ a
; R* J" t, ^/ a# y7 Z6.最后，请将Vout设置为3.3V，然后单击“确定”。
7 [, p# x' t, r
" R. r$ d1 B6 |0 E/ _
. t1 f3 D9 u! {( v: p6 Q' E
/ D9 Z/ s8 B, i用于VCCO电原网路的线性VRM3 h9 N' M3 P) h1 j3 l4 [$ n
1 Y# K( B. B1 H1 t% L! k
7.右键单击刚刚创建的VRM负载模型（Load 2：U3），然后选择Add VRM To New Network选项。6 J j* D" @/ A0 b& O3 z/ u2 a
2 A3 }) F4 [+ J+ ^# C9 ~这将自动创建VCCO网路，其中 VRM (Source 1: U3)输出侧模型作为电压源 (3.3V)。
2 s* M) x& S, I! R) _
, m, d% a0 Z) |9 L: R
2 Q7 w5 Y; ~3 }3 K$ m3 M, P. d+ l
) |, v) k2 c3 q. o" ^. `+ w3 f从VRM创建VCCINT5 c2 \% L; d% \' D! |5 s
7 b; C% S6 E- ~" ~6 k6 \注意：VRM是可以从任何源进行修改的共享模型。在此示例中，更改将双向应用于Load输入模型反射和Source输出模型。
, J( C& B) Y& z7 L$ s% g/ |0 `; u- V, Q
1.将负载U1添加到新的VCCO网路。! @0 |7 W1 c+ l* j- H; u6 a
) o! ~9 `/ W& r7 j, j. ~! N. w
2.将Load Current设置为0.2A，然后单击OK& H& ?5 N; a. O1 ^; g0 h
2 j' G2 F4 `( j; C. r
/ M, \/ `0 L5 G, |! _1 r/ A3 `4 ]' f3 b; H, v
向VCCO VRM添加负载
: K$ J G2 r0 n! Q& \: ?- H& ~1 J8 u+ P I* ?8 Q
完成的电源网路布置现在包括通过3.3V线性VRM连接在一起的两个网路（PWR_IN和VCCO）。当在当前PDNA文件结构中选择网路层次结构的顶层时，网路图形提供电源网络互连的块图样式的概览。在此示例中，VRM作为负载添加到5V（输入电压）网路，然后用于自动创建3.3V（VCCO）电压输出网路，VRM为 Source源。最后，VRM作为Source添加到 output voltage网路，并且该模型作为负载Load 添加到 “input” voltage网路（(Add VRM To New Network或 Add VRM To Existing Network）。
D z0 h- g- m3 q
& j/ L- t4 n Z4 L& t% c, d
3 Y: R) g* c+ Y7 O
4 L7 |" D q" {4 l
网路块图概览
' ]9 z5 n& I. X( W4 f; G; M, S4 S9 G- a; A0 t$ m
同时进行多网路分析
6 v5 L. L/ I, X8 MGND网路的路径现在将包括来自PWR_IN和VCCO网路的返回电流叠加。 PDN分析将产生复合网路的结果，包括VRM。 从图形上看，当在PDNA界面中选择网路层次结构的顶层时，PCB编辑器将显示所有网路。 添加另一个VRM（U4）将完成示例项目的电源分布网路，并将1.8V电源输出网路（VCCINT）包含在内。4 D4 {* r3 { R) w% w( I* t
$ V$ z1 {0 i. _& G
$ e$ l I! |7 U1 }" j% \: U! K- Y6 x1 k
7 d% C( D+ A3 F2 ~* I# N
第二个电源网路线性VRM
: W0 } {( _4 }! N& H
% f& e$ {/ u; W1.单击网路模拟设置，PWR_IN。
1 J7 Z0 e( U& P; o9 h/ H2 s8 P3 }, z5 }# w# V
2.添加 Linear VRM到5V网路，参数如下。
7 E" m- t! c: r/ [6 U+ D0 X- N1 F% q" ]% t9 p$ c
设置 In 终端Refdes为U4，Net为5V。9 W u6 O7 M0 z6 S% }' A
) B9 N4 g4 Z5 C! v: ]
设置Out终端Refdes为U4，Net为VCCINT。) F4 j# S- B1 D* H
& ~. X" W. A2 y/ I! E; w8 X% M3 W将 Ref 终端Refdes为R19，将Net设置为GND。
' O: w: h4 f' e* L, s d' {! ^' `) L! I
将Vout设置为1.8V。
9 y# P! X7 U6 ~. U5 U- S$ L" p; [$ C8 H6 P2 `6 J% v! m/ @
3. 完成VRM，单击“确定”。$ \! ^0 P% m# a9 F# o3 f
: K6 G, C* w- p' V
% I9 R B8 g2 H. ]! C, Y6 M5 U
4 @' { n* U8 o5 [" ?( y5 i用于VCCINT电源网路的线性VRM6 _- v4 _9 R/ ^! O1 R. U2 Q
! g( ~# S/ l! D4.添加VRM Load 3到新的网路以创建1.8V（VCCINT）电源网路。, M3 P& C+ R6 l. Q: l6 `. I1 i5 M
7 k! Z) q& ?+ F1 S$ |# ?
/ ^3 I5 G- d. F0 k/ l6 N4 W- y
1 C. D/ V6 t) E" C& Y: Q0 p
创建VRM的VCCINT
1 N, G) V7 C) r+ X b, A) J5 a: j0 J5 C/ s5 D _
5.添加Load U1到VCCINT网路。
" w, N: r2 p5 ^' ?
) Q4 S+ Y' u0 h6.将Load Current设置为100mA，然后单击OK。
* U% J1 [" e) V1 |6 E8 i& `, P
" P5 H; R2 u* ?& a4 r; w
3 P9 ~/ B; q5 \: W. ^5 A7 ?: U, }
添加一个负载到 VCCINT VRM
$ L) _6 v, w$ [4 ^% o7 h; W
& S' A5 O2 H6 M7.右键单击网路模拟设置，Unnamed simulation(1)，然后选择另存为 Save As。! t u% m+ `) b: ^9 s- i: T
+ [+ R0 U( {3 y, `% Y* c
% {0 N& [* [5 }( Y+ B
; B' X1 h( T9 B
同时多网路层次结构* q0 I5 [! d1 ^- T
- q8 d3 c5 ~' G. S
8.在项目目录中选择文件夹ConfigFiles_2.0。! P8 h2 a, G# U) y4 `
9 [* q2 F& ?; X" c- n
9.将文件名保存为 Example 2。$ I7 p* g1 ]6 K, v& l, c6 s
* R9 B3 ~1 U; G% u, T! C
注意：PDN配置是一个文件（* .pdna），它捕获并保存现有分析设置中定义的所有用户设置及相应的数值。 配置文件使您可以保存和管理任意数量的分析设置以供后续使用。1 \ Y( L; F' ]0 E5 w
- g8 V7 }" l2 s& X- [5 W; m7 G* a
% W* ^1 m# Z* L d, S `9 _" A3 I" r
保存配置文件. i- T9 Q. D4 r8 v# [
7 W, Z& U5 G5 U, E2 Q: _10.启动分析。
& `9 C. _3 h* s. r+ C0 q; n) Q- }2 M9 y, E! s R* I
PDNA接口网路层次结构显示所有三个互连的网路。 PDN分析将产生包括VRM的复合网路的结果。 GND网路现在包括所有三个网路的返回电流，这三个网路使用公共的GND层形状。$ c8 V& a, {4 ~8 [0 \5 P7 x
* W5 l, B" e/ c3 \- Y6 F
& I. G) n6 i0 P, S- r
) b& |2 y2 I) s" X* ~ I可视化同时多网路PDN分析1 |: Q4 X! ^( d/ u' j; O
. i! m1 u _% S7 D注意：该三个示例都使用SpiritLevel-SL1设计。 一般情况下，这些文件可以在altium Designer安装文件夹的目录地址找到：C：\ Users \ Public \ Documents \ Altium \ ADxx \ Examples \ SpiritLevel-SL1。 |
|
/1 
发表于 2020-10-15 14:40
收藏
淘帖
支持！
反对！