PowerDC - detaljer

Har du kobber nok på dit PCB?

Allegro Sigrity PowerDC er et værktøj, der på print med analog, digital eller blandet teknologi er med til at sikre

  • et stabilt spændingsniveau
  • et minimalt effekttab
  • en strømtæthed der overholder specs

Løsningen kan anvendes sammen med en lang række af PCB design værktøjer som f.eks. OrCAD/Allegro, PADS, Expedition, Altium, Zuken mv.

I praksis er der en mængde parametre, der har indflydelse på, om ovenstående er sikret - herunder om der er kobber nok på printet, om der er tilstrækkelig via stiching, om banerne er brede nok, om kobbertykkelsen er tilstrækkelig, hvor meget effekt der afsættes i komponenterne mv.

At undersøge og afhjælpe disse forhold på et print kræver et værktøj, der tager hensyn til vekselvirkningen mellem de elektriske og termiske forhold. Undersøges f.eks. forholdene for en printbane, så vil strømmen resultere i en opvarmning af banen, den højere temperatur giver et større tab, der igen giver en større strøm pga. stigende resistans i banen.

Klik her hvis du er interesseret i et webseminar omkring strøm, temperatur og spændingsanalyse på PCB niveau

Hent nedenstående beskrivelse som pdf dokument: har_du_kobber_nok_paa_dit_pcb.pdf (429.3 KB)

Hvad enten man arbejder med analog-, digital- eller power-elektronik vil man have behov for at vide hvor, hvordan og hvor stort et effekt tab, der er på printet.

Arbejder man med digital elektronik, er det desuden vigtigt, at forsynings-spændingen er stabil og inden for de specificerede grænser. Vigtigheden af at have styr på DC niveauet af en forsyningsspænding ses på billedet til højre. Det kan godt være, at DC niveauet ligger inden for grænserne, men i de fleste tilfælde vil DC forsyningsspændingen være overlejret med AC støj. Bevirker denne AC støj at forsynings-spændingen falder uden for de specificerede grænser, har man i værste tilfælde et ustabilt produkt.

 

Arbejder man med analog- eller i særdeleshed power-elektronik er det vigtigt at vide, om strømtætheden bliver for høj forårsaget af underdimensioneret kobbertykkelse, indsnævringer i kobberarealer eller lignende. Bliver strømtætheden for høj, kan det nemt resultere i fejl på printet.

Der er flere faktorer i moderne digitale design, der gør det vigtigt at have styr på effekt-tab på printet. Herunder kan nævnes:

  • Højere effektforbrug pakket ned på et mindre areal
  • Lavere forsyningsspænding kombineret med højere effektforbrug giver større strømme
  • Flere forskellige adskilte forsyninger - ofte med forskellige niveauer - resulterer i flere beregninger

Er der mange adskilte forsyninger i designet vil man ofte være nødsaget til at skære forsynings-planerne op. Det besværliggør estimeringen af, hvilket niveau spændingen har det sted på printet, hvor den skal bruges.

Allegro Sigrity PowerDC er et post-layout værktøj, der ved hjælp af simulering kan beregne effekt tabet fra forsyning (source) til forbrugeren (sink).
Resultatet vises som spændingsfald fra source til sink eller strømtæthed og effekt tab på printet. Denne type beregning kaldes IR Drop, da den beskriver det spændingsfald, der er fra source til sink.
Ud over den elektriske beregning kan PowerDC foretage elektrisk / termisk co-simulering, som inkluderer termiske effekter på IR Drop.

Nemt at gå til

Opsætningen til simuleringer med PowerDC foregår ved hjælp af workflows, der sikrer, at brugeren bliver guidet gennem opsætningen. Det betyder, at selv om man kun bruger værktøjet i ny og næ, er det nemt og ligetil at bruge - og kvaliteten af resultaterne er i top hver gang.

I workflows guides man gennem opsætningen af hvilke net, der er power / ground net, hvilke komponenter der er source, og hvilke der er sinks. Er der indsat filterkomponenter, modellerer PowerDC også dem, så simuleringen bliver fra source til sink.

Kender man allerede til ens maksimalt tilladte strømtæthed (eller minimums-spændingen på en pin), kan disse krav med fordel indsættes som constraints. Herefter påbegyndes simuleringen.

Resultater af høj kvalitet

Efter opsætning og simulering, kan resultaterne vises på en række forskellige måder.
De kan vises i tabelform, som DRC markers eller overlejret på printet. Spændinger, strømme, effekt tab samt temperaturer for alle printets elementer er simuleret i PowerDC.

Visning af spænding for et inderlag. Placeres musen over et element, vises spændingen i det givne punkt. En visning som denne kan nemt overføres til en sign-off rapport, der evalueres, inden printet sættes i produktion.

Herunder visning af strømtætheden for et inderlag. Resultater for strømtætheden kan også vises som strømvektorer, så man kan se hvor og hvordan, strømmene løber på printet.

 

3D visning af resultater fra elektrisk/termisk co-simulering.
PowerDC giver mulighed for at oprette generiske former for køleprofiler og eksperimentere med airflow så der tidligt i designfasen kan arbejdes med køling.

Har man defineret constraints for strømtæthed eller spænding under opsætningen, giver det den fordel, at analysens resultat ikke beror sig på visuel inspektion.

Best-in-class rapporter

Generering af sign-off rapporter er en vigtig del af Allegro Sigrity PowerDC, da det hovedsagligt er et post-layout simuleringsværktøj.
Rapporten vil altid indeholde et autogenereret interaktivt blokdiagram, hvor alle simulerede power net vises. Det giver et godt overblik over hvor, effekt tabet fordeler sig på printet.

Rapporterne kan nemt tilpasses med egne opsætninger og resultatvisninger, HTML formatet gør deling på tværs af afdelinger / landegrænser nemt.

Selvom PowerDC er et post-layout simuleringsværktøj kan det nemt anvendes som en del af designfasen til at afdække forskellige problemstillinger. Kobberområder, baner, viaer, stackup mv. kan nemt oprettes / editeres hvorved forskellige strategier afprøves inden den endelige løsning lægges fast. Værktøjet kan anvendes sammen med en lang række af PCB design værktøjer som f.eks. OrCAD/Allegro, PADS, Expedition, Altium, Zuken mv. 

Kontakt os for mere information

Cookies

Nordcad.dk anvender cookies til at udarbejde statistik over anvendelsen af sitet.

Nordcad Systems A/S
Vesteraa 15
DK-9000 Aalborg

   


tel.: +45 96 31 56 90
info@nordcad.dk

We'd like to connect with you!