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张宇|西门子EDA 亚太区EBS技术专家
- 西门子EDA PCB设计及仿真产品技术支持，15年高速PCB设计和EDA行业经验
- 曾就职于Acer、Ericsson、GE以及多家大型跨国公司
- 参与设计过手机、服务器、台式机，笔记本电脑以及基站等主板产品，以及核磁共振这种大型复杂的医疗设备。
- 在复杂PCB设计制造，高速电路系统，以及跨领域协同设计拥有丰富的经验。
主题背景：
- 电源模块广泛用于汽车，能源，医疗等各个行业领域,甚至物联网都涉及到,因此其重要性不言而喻。一个系统级设计，如果其供电电源设计不合理，验证不全面，会影响整个电子系统的稳定性。
- 电源拓扑通常分为AC转DC或DC转DC，而且一般都是从交流高电压转换为直流低电压然后为芯片供电。在电压转换过程中，会依次涉及到交流电源输入，整流电路，控制模块，降压模块，以及动态变化的负载等。
- 从而，在电源模块的设计过程中，要考虑模拟电路设计，包括信号采集，放大，反馈，开关等方面的电路验证；以及由于大功率的开关信号带来的能量损耗，和电磁兼容性问题。然后再将 PCB 送去制造生产。
直播要点：
- 电源模块设计验证流程
西门子EDA的电源模块的设计与验证一体化解决方案，提供了：
- 强大的系统级，层次化原理图设计功能，可以根据功能设计出具有层级关系的主电路图和子电路图。
图一：电源设计层级功能拓扑
- 电磁兼容性验证解决方案：
- 基于特定电磁兼容标准，例如通常用于交流商业应用和大型电力系统，基于（MIL-STD 461E），创建50uH LISN的传导发射测量的电路模型，用于测量电路系统中的EMI影响。
- 具有强大的数模混合仿真验证功能，将电子电路仿真扩展到标准时域和频域分析，并且可以将PCB的寄生参数提取到功能性仿真中，提供更精准的仿真结果。
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通常情况，我们都是在layout之前进行电源模块的仿真设计，但是在样板回来测试的时候，通常仿真设计的结果和测试结果不匹配，主要原因是我们假定组件之间存在理想的“节点”连接，在现实世界中，没有理想可言。
Xpedition AMS可以与layout协同设计，从layout中提取对应的寄生参数信息，自动加载到模拟验证中，从而达到仿真与实测相吻合的结果。
- 可以基于功能性仿真FFT的结果，利用Hyperlynx adv求解器，对PCB板建模，进行近场，远场辐射分析。
图二：EMI测试电路模型的搭建
图三：PCB寄生参数自动提取仿真流程
图四：近场远场的辐射动态显示图
- 电热协同焦耳热解决方案：
除了EMI问题，在电源设计中，由于在电源转换中能耗问题，热设计是另一个及其重要的环节。西门子EDA可以提供电热协同焦耳热仿真，电热协同仿真把电和热相互的影响考虑到了一起。因为电导率并不是固定不变的，而是和温度有关，随着温度的升高导电率会下降。同样电流流径电阻的时候会产生热量，此热量为焦耳热。因此为了获得准确的仿真信息，应考虑电与热的互相影响，进行电热混合仿真。
首先运行Hyperlynx DC Drop仿真，然后输入到Power Map仿真结果中，运行FloEFD/Flotherm XT 迭代，输出温度仿真结果，再次仿真DC Drop，获取Power Map结果，导入FloEFD/Flotherm XT。最终得到更精准的电热迭代仿真结果。
图五：电热协同焦耳热仿真
- 机电一体化验证：
由于电源设计的目标是让负载能平稳的运行，所以我们更需要一个系统级仿真平台，能将负载的行为动作描述到系统级仿真中，进行联合仿真调试。
Xpedition AMS支持Spice模型和VHDL-AMS模型，VHDL-AMS模型基于IEEE1076.1标准，可以描述机械动作的行为，例如下面直流电机的建模，从而实现机电一体化验证。
图六：利用VHDL-AMS建模，进行系统级仿真
西门子EDA的电源模块的设计与验证一体化解决方案，集高级原理图，PCB设计功能，功能性电路仿真能力以及寄生参数自动化提取功能与一体；使我们在电源设计过程中，快速进行虚拟样机的功能性验证，以及系统中各种电磁兼容和能耗问题，并且可以利用系统级仿真评估，最终实现设计即正确的目标。
为方便大家更好地了解、使用西门子EDA的电源模块的设计与验证一体化解决方案，即日起，如果大家感兴趣，请依照下面联系方式联系我们，我们将提供案例数据以及线上线下的技术支持服务。
直播特色：
- 提供完整的电源设计验证解决方案
- 涵盖了了从设计，EMI验证，电热协同分析的全流程平台
- 线上理论与线下workshop相结合
适合对象：
- 电子工程师
- PCB工程师
- 信号完整性工程师
- 项目负责人
