本文主要讲解在电源仿真中的DC相关知识,文中涉及常见的DC需要关心的问题以及通过仿真和实测验证结果的正确性。
1. 电源直流(DC)主要分析的问题
- 直流压降(IRdrop);
- 电阻分析;
- 电流密度分析;
- Via电流分析;
- 热分析;
(1)直流压降(IRdrop)分析
- IR drop含义:直流工作时由直流电阻造成的电压降,而此时的压降可直接由I * R的乘积得到因而得名;
- 电源的波动有DC损耗和AC噪声组成,如果降低了DC损耗那么将为AC噪声留出更大的设计余量;
- 持续增大的器件工作电流,使得压降问题也越来越大,IR Drop的容限越来越小;
(2)电阻分析
电阻公式如下:

σ为材料的电导率,铜的电导率为5.8 x 107S/m。
减小电阻值的方法有:厚平面、实心过孔、短而宽平面;
(3)电流密度分析
- 当电流通过一个狭窄区域的时候,通常会产生较大的电流密度,从而导致PCB板局部温度的升高,造成可靠性问题;
- 电流平面上出现最大密度的区域称为电流热点,这些热点可能导致严重的热可靠性问题;
- 应保证板子上的电流密度分布均匀,要避免在关键IC器件芯片附件和高速信号走线附近出现电流热点。
(4)Via电流分析
- 大电流处过孔数目较多,需要尽量保证各个Via过流的均匀性,以免对局部过流大的Via造成可靠性问题;
- 通过必要的仿真,优化Via过孔的位置和数量。
(5)热分析
待补充。。。
2. 仿真应用实例与项目实测对比
2.1 仿真与实测数值对比



结果对比:可以看到仿真和实测有很好的一致性。

2.2 电流密度分布图


2.3 过孔电流分布图

2.4 GND平面电压分布

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