Siwave&Icepak.pdf

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1在PCB设计中，由于平面层的分割，不理想的电流路径和各种过孔、信号线的分布，流响过真析电源网络的直流供电常常受到影响。

通过DCIRdrop仿真可以更好的分析和控制直流供电网络的性能。

首先打开文件DC_voltage_drop.siw，如上图：

打开后，首先检查PCB的重要信息是否完整，包括:

boardgeometry,stackup,nets,andcircuitelements点击菜单EditLayerStack（Crtl+L）.打开Layerstack窗口检查层叠信息.打开NetsTab显示所有的网络点击菜单EditCircuitElementParameters.显示器件和端口激励等信息生成Sources和Sinks：

执行直流压降仿真，需要首先定义电压源和电流负载。

通常，定义在电源模块VRM和IC芯片处。

这里我们手工定义电压源和电流负载。

通常我们在Layers窗口,仅显示SURFACElayer。

点击菜单EditSelectBoardElement，然后在坐标（x:

1400;y:

1000）处选中器件U2，使其高亮，如上图点击菜单CircuitElementsGenerateoncomponents，弹出如左窗口：

按图中所示设置，然后点击Create，在U2的VCC和GND之间生成CurrentSource，并在SetCurrentSourceProperties窗口中设置如右：

SelectFrequencyIndependentMagnitude:

1AmpsParasiticResistance:

5e+07Phase:

0degreesClickOK生成CurrentSource完毕，即在器件U2的每个VCCpin上定义了一个1A电流的sink（接收端）8设置好Sink后，再放置Source。

为了显示VRM的位置，我们先改变网络颜色，在NetsTabVCC鼠标右键ChangeNetColorRed，将，将VCC改为红色，NetsTabGND鼠标右键ChangeNetColorGreen，将GND改为绿色菜单ViewTopDownView,点击菜单CircuitElementsVoltageSource，然后将电压源的正极放在SURFACE层，坐标（x:

2800;y:

1950）；负极放在SURFACE层，坐标（x:

2800;y:

2150），然后定义电压源层如下：

PositiveTerminalLayer选择SurfaceNegativeTerminalLayer选择Surface定义电压源属性如下：

选择FrequencyIndependentMagnitude:

1.8VoltsParasiticResistance:

1e08Phase:

0degrees电源内阻很小菜单EditCircuitElementParametersto检查我们设置的电压源和电流负载12定义好Source和Sink后，就可以开始仿真：

点击菜单SimulationComputeDCCurrent/Voltage设置直流压降仿真的参数：

格剖ComputeDCCurrentandVoltageDistribution定义网格剖分选择剖分bondingwire和Via会提高精度，但是会造成仿真速度下降.PerformAdaptiveMeshRefinement.设置自适应网格剖分和加密。

一般选择minimumof1andmaximum5降低精度，快速得到仿真结果；选择minimumof3andmaximumof810可以得到更精确的结果。

也可以改变收敛判据来加速仿真或者获得更精确结果注意选择VRM的负极为接地.输出功率损耗到ICEpak热仿真选择选择ExportPowerDissipationtoAnsysIcepakMinThermalCellSize:

3mmMinPowerLossPerCell:

0.05milliwattsClickOK.当仿真结束，输出功率损耗结果（.OUT），Icepak将会读取如下路径的损耗文件:

01_7_DC_voltage_drop.siwaveresults0000dcthermal15仿真结束后弹出下面的窗口，在DCCurrent/VoltagePlotVisibility窗口，当电压和电流密度都选取时，不会显示梯度，当分别显示时，才才可以显示梯度。

将其它框内钩选项取消，仅保留VCC层的电压分布图：

17为了更好的用颜色梯度来显示电压分布：

点击屏幕左侧的ColorScale彩条，在弹出的EditColorScale窗口中设置如下，即可方便地观察到PCB上的电压分布情况；选择UserDefined.改变maximumto1.8V，theminimumto1.77VthenOK.移动鼠标时，系统也会实时显示光标所在点的电压值：

同样方法可以观察到PCB上电流的分布情况：

选择VCC层的CurrentDensity，不选Voltage.改变scaletoLogarithmicOK.移动鼠标时，系统也会实时显示光标所在点的电流密度（A/m2）.除了从图形上直观的看到电压和电流的分布，点击菜单ResultsDCSolutionElementData，可以在如下窗口中得到详细的电压电流分布参数：

打开ANSYSICEpak.13,选择new新建一个工程。

21IDFImport22导入事先提供的.bdf文件。

这个文件可以从第三方的PCBLayout输出得到。

23如果本机安装有最新版本的CadencePCB或封装设计工具，可以直接导入Cadence格式（.brdand.mcm），而不必选择IDF文件。

24模型导入，导入发热器件25按照默认设置next，直至finish26Icepak导入PCB的结果27导入导体布线导入导体布线器件和布局已在导入IDF时完成；PCB的散热与板上金属导体分布有关，因此需要导入布线信息，导入.bool文件。

如果能够在上一步直接导入.brd文件，这一步可以省略。

步可以省略。

.bool文件是Icepak导入.brd时声称的中间文件，这里仅仅为了在没有candence工具时，协助完成整个流程.如果使用其他PCB设计工具，也可以导入使用AnsoftLinks导出其他任意PCB工具得到的anfAnsoft_Links导出其他任意PCB工具得到的.anf文件,有关AnsoftLinks支持的PCB格式，请参见http:

/2829确认导入的PCB层叠中为“mil”单位30导入整个布线后的版图31从SIWave导入焦耳热分布，确保所有文件“Allfiles”被打开,SIwave生成的“.out”文件32生成Assemblies33重复其它层:

从SIWave导入焦耳热分布，包括VCC,GND和Surface34在导入三层的热分布后，浏览35在导入三层的热分布后，浏览一下导入的热源。

ModelPowerandtemperatureimport，然后36输入器件的功耗。

这里可以一个个输入，也可以编辑一个文件导入。

37器件热耗导入38模型设置：

展开cabinet，设置PCB周围空气流动区域大小。

单位：

meterStart/end:

xS:

0.125xE:

0.125yS:

0.1105yE:

0.06zS:

0.025zE:

0.02539定义气流边界：

1，选择cabinet2,编辑cabinet3，定义气流的极限值40定义气流的极限值：

X轴方向1m/s41生成assembly：

1，选择所有的器件和电源层2，Y轴侧视图，按住shift选择box3，鼠标右键createAssembly42如图设置非均匀网格参数。

有数含请高教有关这些参数的详细含义，请参见ICEpak高级教程。

43生成网格，按照默认设置。

44生成网格45求解器设置：

双精度设置46开始仿真47结果后处理：

PCB板温度信息。

在在nonconfirmal选择Board_outline1，右键createobjectfaceseparate。

48截面风速信息：

如图选择plancut,设置Y方向截面，生成风速信息。

49如何评估Siwave引入的焦耳热对温度的影响?

单使能焦在模中中可以简单的不使能导入的焦耳热源：

在模型中shift复选中top,VCC和GND平面，右键Deactive。

50这里是器件和PCB板热合并一起的温度和风速。

51只有器件散热的温度和风速。

52仅有PCB板散热的温度5354