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PowerDC电热仿真中设置热源

参考D:\Cadence\SPB_16.6\ASI\Update2\Doc\PowerDC\PowerDC_Thermal_UG.pdf文档,可以了解PowerDC器件热源模型参数设置方法。接下来,在PowerDC中,我来阐述如何进行器件热源的设置。

1. 设置器件外形尺寸如下图所示:


2. 设置PCB上热源——器件热源

2.1 可以选择器件内部热量均匀分布,则直接以设置的额定功耗或温度作为器件热源特征,由此开始进行电热混合仿真。



2.2 往往器件热源并非均匀分布参数,不能准确反映器件的电热影响,因此需要用到文件编辑的器件热源,来帮助PowerDC分析器件-PCB的电热特性,如上图所示右半部分——这个部分参数一般由器件厂商提供,因为这些数据时器件厂商的精确测量数据。

(1)漏电功耗LeakagePower

——功率器件断态漏电流,导致的漏电损耗,如下图所示。



其中,随着温度升高,芯片的漏电流会增大,相应的功耗也会增加。Leakage Power文件用来说明不同温度情况下芯片的漏电流功耗。第2行的“20”是指下面的内容包含20个温度数据。“30.75 8.641237”说明当芯片节温是30.75°C时,对应的功耗是8.641237W。

然后结合下图所示的器件等效热敏电阻模型以及板级参数,实现电热协同仿真,分析板级热分布与电分布。

(2)开关功耗POWERMAP

——功率器件开关损耗包括了开通损耗和关断损耗,开关的开通和关断过程伴随着电压和电流的剧烈变化,因此产生较大的损耗,而且开关损耗的大小在很多情况下占有了器件总的功率损耗的相当大比重,甚至是主要部分,尤其是当器件处于高频工作情形下。

在电热协同仿真时,若在热源文件中加入POWERMAP开关损耗,即可分析开关过程对器件功耗及热分布产生的影响。


Power Map是把芯片分成m*n个网格,每个网格的功耗分别指定。这里的“22 24”表示将芯片分成22*24个网格,接下来有22行24列的数据说明每个网格的具体功耗。

以上漏电损耗与开关损耗的LEAKAGEPOWER与POWERMAP均为厂家提供的测试参数,其中任何一个文件均可作为热源设置,当然,若分析需要更精确,就必须提供精确的漏电与开关损耗——其中一项参数即可作为热源分析,两者兼有更精确。

综合以上所述,如果我们能够从功率器件厂商处,获得精确完整的器件内部测试损耗参数,我们即可以在PowerDC中精确分析板级热分布及其对应电压、电流等分布,实现电热协同分析。




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