Моделирование силовой печатной платы. Опции

[Аргонавт]

Подскажите пожалуйста.
В какой среде можно промоделировать топологию силовой печатной платы, с учетом моделей силовых ключей?
Хотелось бы точно понимать что там будет происходить.
Какое будет падение напряжение на дорожках, плотность тока, какой вклад будут вносить фильтрующие конденсаторы и т.д.

[NGK]

Добрый день!

Какая цель моделирования? Стабильность работы силовой схемы, устойчивость?
Нагрев?
ЭМС и целостность сигналов?

[Аргонавт]

Добрый день!

Какая цель моделирования? Стабильность работы силовой схемы, устойчивость?
Нагрев?
ЭМС и целостность сигналов?

В идеале хотелось бы все это промоделировать. Но на данный момент больше беспокоит ЭМС и целостность сигналов.

[AlexandrY]

В идеале хотелось бы все это промоделировать. Но на данный момент больше беспокоит ЭМС и целостность сигналов.

Не слыхал еще чтобы применяли понятие "целостность сигналов" к силовой схеме.
Там в принципе у сигналов не может быть "целостности"

ЭМС моделируют на уровне простейших узлов, например катушек или проводящих профилей.
Моделировать ЭМС для всего дивайса целиком, займет года на обычном PC

[NGK]

В идеале хотелось бы все это промоделировать. Но на данный момент больше беспокоит ЭМС и целостность сигналов.

ЭМС Если речь идет об индуктивных помехах, то придется импортировать модель платы в CST и проводить ее анализ как антенны/волновода. Это не годы, две-три недели для не очень сложной платы, но сам пакет и специалисты стоят очень дорого. Кондуктивные - в PSPICE, MicroCap и т. п.

Целостность сигналов. Можно посмотреть наводки с силовых шин на цепи обратной связи через инструменты анализа перекрестных помех. Встроены в большинство серьезных пакетов для трассировки плат. Смотреть Crosstalk анализ или XT анализ.

Нагрев. Нагрев от протекающих токов считаются "на салфетке" исходя из длинны/ширины линии через ее ЕСР. Если речь о тепломассообмене с учетом реального выделения в силовых элементах, установленных на плату, то нужен ANSYS или аналог.

[wim]

Кондуктивные - в PSPICE, MicroCap и т. п.

Не, это не работает. Потому что для синфазной помехи нужно знать паразитные емкости относительно «земли», а они неизвестны.

[Аргонавт]

Не слыхал еще чтобы применяли понятие "целостность сигналов" к силовой схеме.
Там в принципе у сигналов не может быть "целостности"

Мне казалось что если в изделии присутствует аналоговая, цифровая и силовая часть то данная проблема очень актуальна.

Частично эти проблемы может решить HyperLynx. Но насколько я знаю она работает только с IBIS моделями.
На данный момент рассматриваю возможность закинуть проект в ADS.
http://edadownload.software.keysight.com/e...PI_Analysis.pdf
Идея возможно бредовая. Но мне почему-то кажется что там должно все получиться.

[AlexandrY]

Идея возможно бредовая. Но мне почему-то кажется что там должно все получиться.

Конечно все получится.
ADS же не будет требовать ни электрических моделей полупроводников, ни осциллограмм сигналов, ни 3D моделей компонентов и конструктивов.
Обо всем сам волшебным образом догадается и построит красивую 3D карту ЭМИ исходящих от "коня в вакууме"

Только вот что дальше делать с этим неясно.

[NGK]

Не, это не работает. Потому что для синфазной помехи нужно знать паразитные емкости относительно «земли», а они неизвестны.

При известной геометрии - известны. CST или ADS дадут хорошую точность. Расчет на бумажке даст точность 50%. А может и выше.

[wim]

При известной геометрии - известны.

Не фантазируйте,

в PSPICE, MicroCap и т. п.

нет никакой "геометрии".

Расчет на бумажке даст точность 50%. А может и выше.

Вы это знаете ("может и выше") или предполагаете? А точность 50% для практики вещь бесполезная - это означает либо ставить второе звено фильтра, либо не ставить.

[AlexandrY]

При известной геометрии - известны. CST или ADS дадут хорошую точность. Расчет на бумажке даст точность 50%. А может и выше.

ADS насколько видно из их слайдов берут за модель сигналов случайный поток фронтов логических импульсов.
Вообще не обращая внимание на работу реальной схемы.

В силовых платах (если это реально силовые платы) такого в помине нет.

[NGK]

Не фантазируйте, нет никакой "геометрии".
Вы это знаете ("может и выше") или предполагаете? А точность 50% для практики вещь бесполезная - это означает либо ставить второе звено фильтра, либо не ставить.

Правильно ли я Вас понял, что зная взаимное расположение полигонов "земли" и силовых проводов невозможно вычислить их взаимные емкости и индуктивности?

Мне казалось что если в изделии присутствует аналоговая, цифровая и силовая часть то данная проблема очень актуальна.

Частично эти проблемы может решить HyperLynx. Но насколько я знаю она работает только с IBIS моделями.
На данный момент рассматриваю возможность закинуть проект в ADS.
http://edadownload.software.keysight.com/e...PI_Analysis.pdf
Идея возможно бредовая. Но мне почему-то кажется что там должно все получиться.

Конкретно по ЭМС. Теоретически в CST такое возможно. Получить мат модель собственно PCB возможно. Дальше пойдет кропотливая работа по правильной расстановке источников и приемников сигнала. В результате если вы все сделаете правильно (что тоже не факт) вы получите напряженности поля/взаимное влияние дорожек друг на друга для абстрактного усредненного случая. Понять по результатам моделирования перспективы на прохождение сертификаии по ЭМС из этих графиков без опыта такой работы гарантированно невозможно.
Вывод: Проще, быстрей, дешевле провести трассировку руководствуясь стандартными рекомендациями и референсными дизайнами, потом провести измерения и решить конкретно выявленные измерениями проблемы.
Как максимум, предварительно провести XT анализ, если "сила" и "цифра" слишком рядом.

[wim]

Правильно ли я Вас понял, что зная взаимное расположение полигонов "земли" и силовых проводов невозможно вычислить их взаимные емкости и индуктивности?

На "бумажке" - нет. В PSpice и других симуляторах электрических схем - тоже нет. В программах трехмерного моделирования в принципе возможно, но трудозатраты несопоставимы с изготовлением макета и испытаниями его в лаборатории.

[NGK]

На "бумажке" - нет.

Для случая одиночной PCB с 2мя слоями ? Ну, кому нет, тому нет.

В PSpice и других симуляторах электрических схем - тоже нет.

Где я это предлагал?

[wim]

Для случая одиночной PCB с 2мя слоями ?

Для случая импульсного источника питания с транзистором в корпусе ТО-220 - вот для него попробуйте что-нибудь посчитать. Я на самом деле видел статьи, где пытались сделать что-то подобное, но с неудовлетворительным результатом.

Где я это предлагал?

Вот:

ЭМС ... Кондуктивные - в PSPICE, MicroCap и т. п.

[NGK]

Для случая импульсного источника питания с транзистором в корпусе ТО-220 - вот для него попробуйте что-нибудь посчитать. Я на самом деле видел статьи, где пытались сделать что-то подобное, но с неудовлетворительным результатом.

Транзистор как расположен? Прикручен через диэлектрическую прокладку к игольчатому радиатору, который присоедене к земле проводником сечением 0,5мм2? И пробовать не буду, явно не для логарифмической линейки задача.

Цитата(NGK @ Dec 16 2014, 13:37) *
Где я это предлагал?Вот:
Цитата(NGK @ Dec 15 2014, 18:03) *
ЭМС ... Кондуктивные - в PSPICE, MicroCap и т. п.

Речь идет об оценке синфазных/дифференциальных ВЧ токов на основе известных параметров схемы и оценки ее паразитных параметров. А не о расчете паразитных параметров платы в PSPICE.

[wim]

Речь идет об оценке синфазных/дифференциальных ВЧ токов на основе известных параметров схемы и оценки ее паразитных параметров. А не о расчете паразитных параметров платы в PSPICE.

Дифференциальную составляющую оценить можно, а синфазную - нет. Потому что паразитные элементы деталей и платы дадут такую погрешность, что моделирование теряет смысл. Пример грамотной, но неудачной попытки моделирования я уже приводил. Не имею ничего против, если Вы покажете пример удачной оценки синфазной составляющей.

[NGK]

Дифференциальную составляющую оценить можно, а синфазную - нет. Потому что паразитные элементы деталей и платы дадут такую погрешность, что моделирование теряет смысл. Пример грамотной, но неудачной попытки моделирования я уже приводил. Не имею ничего против, если Вы покажете пример удачной оценки синфазной составляющей.

Врядли я что-либо смогу найти сейчас.
Исходя из того, что мне приходилось видеть и мерить, у меня сложилось впечатление, что проблема несколько в другом. А именно, проблема не столько в паразитных параметрах, сколько в том, что честно отделить индуктивные помехи и кондуктивные помехи невозможно.

Кстати, файл по ссылке удалили. Буду признателе, если обновите сслыку, или дадите полное название статьи. По названию файла мне поисковики выдают какие-то отчеты банка Юникредит за 1905 год.

[wim]

файл по ссылке удалили

Выкладываю.

индуктивные помехи и кондуктивные помехи

Индуктивные? Это вообще что?

Прикрепленные файлы

 apx_H_modelling.pdf ( 4.71 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 102

 

[NGK]

Выкладываю.
Индуктивные? Это вообще что?

Спасибо.

Индуктивные помехи - распространяються через пространство. Кондуктивные - по проводам.

[etoja]

Моделирование схемы можно сделать в бесплатной программе LTSpice.
Моделирование распространения сигналов по конкретной печатной плате с учётом геометрии дорожек можно сделать в программе HyperLynx.