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54V電源的壓降仿真實例解析

454398 ? 來源: 一博科技 ? 作者:劉為霞 ? 2021-03-27 10:47 ? 次閱讀

案例情況:需要仿真電源為54V,業務板輸出槽位16個,每個輸出電流是27A,總電流432A;電源輸入槽位12個,輸入電流為36A。結構圖如下所示。

拿到手一看,先在計算器上啪啪啪一頓按,16*27=12*36=432,嗯,沒有錯,輸入輸出電流相等,沒有什么問題。只有一個電源,而且鋪銅層數比較多,連接器過孔都比較大,應該是一個沒有什么難度的仿真。當時,天真的小編,內心覺得是時候展示真正的技術了,應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,設置好VRM和SINK,并沒有反饋信號,一切都是那么輕松愜意,輕輕按下運行鍵,坐等結果。

接收端結果在意料之中,壓降完全沒有,可是看到輸出的時候,傻眼了,這和說好的不一樣,完全沒有按照我設定的劇本走。輸出電流應該是36A,為什么會出現奇奇怪怪的一排數字。

這個就不得不說說壓降仿真軟件的算法問題,因為設定好了所有VRM都是54V,就相當于所有的VRM組成了一個整體的器件,每個VRM都相當于這個器件的一個輸出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,輸出電流會大一些,于是VRM12和VRM1的輸出電流比較大。結果也是符合電源傳輸特征的,但是這個結果和實際情況不一致,實際情況是每個VRM輸出應該是36A。

其實上面的仿真結果是沒有考慮到,VRM12的輸出路徑可能會經過VRM1和VRM2,這樣一來的話,VRM1和VRM2應該和VRM12有壓差,因為它們之間通過銅皮連接的,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候,電流也相等,這意味著兩個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的電流路徑會經過VRM2和VRM3,由于直流電阻的存在,且同一個點不可能存在兩個電壓值,VRM2和VRM3處的電壓一定比VRM1小。

通過上面的分析知道,每個VRM的輸入電壓應該不一致,可以在設置多相VRM時,設置平均輸出電流就好,結果如下。這種情況下的仿真結果應該會比上一種情況更惡劣。

編輯:hfy

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