案例情況:需要仿真的電源為54V,業(yè)務(wù)板輸出槽位16個(gè),每個(gè)輸出電流是27A,總電流432A;電源輸入槽位12個(gè),輸入電流為36A。結(jié)構(gòu)圖如下所示。
拿到手一看,先在計(jì)算器上啪啪啪一頓按,16*27=12*36=432,嗯,沒有錯(cuò),輸入輸出電流相等,沒有什么問題。只有一個(gè)電源,而且鋪銅層數(shù)比較多,連接器過孔都比較大,應(yīng)該是一個(gè)沒有什么難度的仿真。當(dāng)時(shí),天真的小編,內(nèi)心覺得是時(shí)候展示真正的技術(shù)了,應(yīng)該馬上就要走上人生巔峰了吧。
于是打開仿真軟件利操作猛如虎,設(shè)置好VRM和SINK,并沒有反饋信號(hào),一切都是那么輕松愜意,輕輕按下運(yùn)行鍵,坐等結(jié)果。
接收端結(jié)果在意料之中,壓降完全沒有,可是看到輸出的時(shí)候,傻眼了,這和說好的不一樣,完全沒有按照我設(shè)定的劇本走。輸出電流應(yīng)該是36A,為什么會(huì)出現(xiàn)奇奇怪怪的一排數(shù)字。
這個(gè)就不得不說說壓降仿真軟件的算法問題,因?yàn)樵O(shè)定好了所有VRM都是54V,就相當(dāng)于所有的VRM組成了一個(gè)整體的器件,每個(gè)VRM都相當(dāng)于這個(gè)器件的一個(gè)輸出PIN,輸出電壓是相等的,那么按照上次說的,電流都是走阻抗比較小的路徑,自然靠近兩邊用電器件比較多,電流需求比較大的地方,輸出電流會(huì)大一些,于是VRM12和VRM1的輸出電流比較大。結(jié)果也是符合電源傳輸特征的,但是這個(gè)結(jié)果和實(shí)際情況不一致,實(shí)際情況是每個(gè)VRM輸出應(yīng)該是36A。
其實(shí)上面的仿真結(jié)果是沒有考慮到,VRM12的輸出路徑可能會(huì)經(jīng)過VRM1和VRM2,這樣一來的話,VRM1和VRM2應(yīng)該和VRM12有壓差,因?yàn)樗鼈冎g通過銅皮連接的,直流電阻是必然存在的,那么壓差也是必然存在。不可能電壓相等的時(shí)候,電流也相等,這意味著兩個(gè)VRM之間不存在直流電阻。如果是SINK都在左邊或者右邊的話,可以比較方便的理解,如下圖。VRM1的電流路徑會(huì)經(jīng)過VRM2和VRM3,由于直流電阻的存在,且同一個(gè)點(diǎn)不可能存在兩個(gè)電壓值,VRM2和VRM3處的電壓一定比VRM1小。
通過上面的分析知道,每個(gè)VRM的輸入電壓應(yīng)該不一致,可以在設(shè)置多相VRM時(shí),設(shè)置平均輸出電流就好,結(jié)果如下。這種情況下的仿真結(jié)果應(yīng)該會(huì)比上一種情況更惡劣。
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