54V電源的壓降仿真實(shí)例解析

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。

編輯：hfy