【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子线路，尤其涉及一种印制电路板铜损模型构造方法、模型、介质及控制器。
技术介绍
1、 热设计是印刷电路板pcb（printed circuit board）设计过程中，必不可少的一个重要环节；随着整车电气架构从分布式向中央集成式逐步发展，“功能域”和“区域”概念控制器的应运而生；其间，大功率输出要求及相应的输出功能整合，对大功率pcb的需求不断增加；此外，日益严苛的可靠性要求，也给pcb布局带来了巨大考验，不良的布局势必会导致pcb热问题加剧。
2、相关技术中的热测试环境，在pcb走线布局定型后；如热测试结果无法满足设计要求，后续的定位以及整改也势必会拖累前期的研发成本；此外，出于正向设计的考虑，相关行业也需要相关仿真技术的开发。
3、 如图1所示的铜损仿真建模方法，其回流路径rp（return path）与实际的系统或存在严重的不符；进而将导致铜损仿真结果和实际热测试结果存在较大差异；因此，找到一种更贴近实际的铜损模型，成为一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、专利技术人研究发现：如图1所示的高边输出类信号，其回流路径rp实际上存在“板上回流”和“板外回流”两部分；如图1所示的建模方法将这两部分都记入铜损，或将导致仿真结果偏大。
2、事实上，如图1所示的gnd（ground）层这条路径上的铜损不应计入仿真结果，以下是其实现过程。
3、具体地，本专利技术实施例首先公开了一种印制电路板铜损模型构造方法，包括第一回流
4、进一步地，通过解算或仿真求解该仿真电路板或仿真电路模型的当前铜损，并由该当前铜损减去其校正层部分的校正铜损，就可以得到校正后的仿真铜损；其中，目标电路板即为待进行铜损仿真的电路板或电路模型。
5、具体地，作为最简模型，该目标电路板至少包括顶层、原有地层、底层；其中，原有地层位于顶层与底层之间。
6、其中，校正铜损可根据加入校正层并实施校正动作前的或预设的印制电路铜损模型解算得到。
7、此外，该印制电路板铜损模型构造方法，还可设置有第二层位校正步骤，通过调整上述校正层在目标电路的不同层间位置来优化仿真结果；其中，第二层位校正步骤通过变更校正层加入目标电路板的层位置来调整仿真模型；该层位置包括所述顶层和底层的位置。
8、进一步地，校正层距离原有地层的距离，即外板校正距离亦可以用来校正仿真数据；其中，外板校正距离应大于目标电路板的厚度或目标电路板的叠层厚度预设的厚度系数倍；其中，外板校正距离可取的典型举例是100毫米，具体参数可以通过实验标定。
9、具体地，该印制电路板铜损模型构造方法，还可通过第三标定校正步骤来优化模型参数；其第三标定校正步骤可根据实物模型实测的铜损与预设标定参数组各参数关系的单调性对标定参数组中指定的参数进行标定；其中，标定参数组包括导体布线密度参数、电源个数参数；其导体布线密度参数表示目标电路板导致铜损的导体占电路板总面积的比例。
10、进一步地，其第一回流校正步骤还可通过存储印制电路板分层信息并用于参数标定或第三标定校正步骤的参数优化。
11、具体地，其分层信息可以采用目标电路板的总层数、节点数、电源数、介质类型或介电常数、介质厚度等来承担；其中，介质厚度等于外板校正距离，该外板校正距离的默认值可采用如上所述的典型值100毫米；此外，其介质类型的默认值为空气；其模型参数标定过程可通过电路板实测数据修正其分层信息。
12、相应地，本专利技术实施例还公开了一种印制电路板仿真模型，包括第一回流校正单元；类似地，该第一回流校正单元于目标电路板已知层外构造至少一校正层；该校正层包括至少一校正电流源和至少一校正电压源；其校正电流源和校正电压源之间包括至少一校正回流路径。
13、类似地，通过将其校正层加入目标电路板的模型以构造仿真电路板或仿真电路模型；进而可通过解算、实验测试或仿真求解其仿真电路板或仿真电路模型的当前铜损，并由当前铜损减去校正层部分的校正铜损，即可得到校正后的仿真铜损；其中，目标电路板即为待进行铜损仿真的电路板或电路模型。
14、具体地，其目标电路板至少包括顶层、原有地层、底层；其原有地层位于顶层与底层之间；其中，校正铜损可根据加入校正层校正前的或预设的印制电路铜损模型解算得到。
15、进一步地，该印制电路板仿真模型，还可设置有第二层位校正单元；该第二层位校正单元可通过变更校正层加入目标电路板的层位置来模拟实际的效果；该层位置包括上述的顶层和底层位置；其中，校正层距离原有地层的距离为外板校正距离，该外板校正距离大于目标电路板的厚度或目标电路板的叠层厚度预设的厚度系数倍。
16、进一步地，该印制电路板仿真模型还可设置有第三标定校正单元；该第三标定校正单元可根据实物模型实测的铜损与预设标定参数组各参数关系的单调性对标定参数组中指定的参数进行标定；其标定参数组可设置有导体布线密度参数、电源个数参数等若干核心标定对象；其中，导体布线密度参数表示目标电路板导致铜损的导体占电路板总面积的比例。
17、具体地，其第一回流校正单元还可存储印制电路板分层信息用于参数标定或第三标定校正单元的优化操作，其中，分层信息包括目标电路板的总层数、节点数、电源数、介质类型或介电常数、介质厚度；该介质厚度等于外板校正距离，且该外板校正距离的默认值可取为100毫米，而介质类型的默认值可选为空气；此外，其模型参数标定过程可通过电路板实测数据修正其它分层信息。
18、在对如图10所示的实际物理系统仿真时，现有的相关技术未考虑板外回流功耗530；此时，实际控制器555的回流路径，即如图1所示的原回流路径023也在板内，也即这部分（原回流路径023）也被计入仿真结果；因此，导致仿真结果偏大，与如图10所示实际物理系统存在较大的偏差。
19、在采用本专利技术方法进行仿真时，可获得如图2所示的电路结构；此时，增加了校正层090，其仿真结果（即pcb铜皮功耗）等于总的仿真值（即带有校正层的虚拟电路的总仿真结果）减去校正层090的功耗；由此，克服了原有的技术问题，使得仿真结果更加符合实际系统场景。
20、具体地，如图11所示的本专利技术实施例仿真模型分层结构示意图；其校正层090在新的模型中，以100mm的厚度模拟实际的分层场景，使得板外回流部分的功耗得到了定量的预测；仿真建模过程中，新建的校正层090可距离顶层或底层某个虚拟的距离d（distance），且假设其介质层为空气a（air）；通常，上述的距离d可选取典型值100毫米，当然也可以通过标定来引入其它的介质类型。
21、事实上，pcb的厚度通常在15至20毫米之间，校正本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种印制电路板铜损模型构造方法，其特征在于包括第一回流校正步骤（100）；于目标电路板（099）已知层外构造至少一校正层（090）；所述校正层（090）包括至少一校正电流源（095）和至少一校正电压源（091）；所述校正电流源（095）和所述校正电压源（091）之间包括至少一校正回流路径（093）；将所述校正层（090）加入所述目标电路板（099）的模型以构造仿真电路板或仿真电路模型（199）；解算或仿真求解所述仿真电路板或仿真电路模型（199）的当前铜损（110），并由所述当前铜损（110）减去所述校正层（090）部分的校正铜损（008），以得到校正后的仿真铜损（009）；其中，所述目标电路板（099）为待进行铜损仿真的电路板或电路模型。
2.如权利要求1的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述目标电路板（099）包括顶层（010）、原有地层（020）、底层（030）；所述原有地层（020）位于所述顶层（010）与所述底层（030）之间。
3.如权利要求1或2的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述校正铜损（008）根据加入所述校正层（090
4.如权利要求3的所述印制电路板铜损模型构造方法，还包括第二层位校正步骤（200）；所述第二层位校正步骤（200）变更所述校正层（090）加入所述目标电路板（099）的层位置；所述层位置包括所述顶层（010）和所述底层（030）的位置。
5.如权利要求1、2或4任一项的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述校正层（090）距离所述原有地层（020）的距离为外板校正距离（001），所述外板校正距离（001）大于所述目标电路板（099）的厚度或所述目标电路板（099）的叠层厚度预设的厚度系数（003）倍。
6.如权利要求5的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述外板校正距离（001）等于100毫米。
7.如权利要求1、2、4或6任一项的所述印制电路板铜损模型构造方法，还包括第三标定校正步骤（300）；所述第三标定校正步骤（300）根据实物模型实测的铜损与预设标定参数组各参数关系的单调性对所述标定参数组中指定的参数进行标定；所述标定参数组包括导体布线密度参数、电源个数参数；所述导体布线密度参数表示所述目标电路板（099）导致铜损的导体占电路板总面积的比例。
8. 如权利要求7的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述第一回流校正步骤（100）还存储印制电路板分层信息用于参数标定或所述第三标定校正步骤（300），所述分层信息包括所述目标电路板（099）的总层数、节点数、电源数、介质类型或介电常数、介质厚度；所述介质厚度等于外板校正距离（001），所述外板校正距离（001）的默认值为100毫米，所述介质类型的默认值为空气； 所述模型参数标定过程通过电路板实测数据修正所述分层信息。
9.一种印制电路板仿真模型（600），包括第一回流校正单元（610）；所述第一回流校正单元（610）于目标电路板（099）已知层外构造至少一校正层（090）；所述校正层（090）包括至少一校正电流源（095）和至少一校正电压源（091）；所述校正电流源（095）和所述校正电压源（091）之间包括至少一校正回流路径（093）；将所述校正层（090）加入所述目标电路板（099）的模型以构造仿真电路板或仿真电路模型（199）；解算、实验测试或仿真求解所述仿真电路板或仿真电路模型（199）的当前铜损（110），并由所述当前铜损（110）减去所述校正层（090）部分的校正铜损（008），以得到校正后的仿真铜损（009）；其中，所述目标电路板（099）为待进行铜损仿真的电路板或电路模型。
10.如权利要求9的所述印制电路板仿真模型（600），其中：所述目标电路板（099）包括顶层（010）、原有地层（020）、底层（030）；所述原有地层（020）位于所述顶层（010）与所述底层（030）之间；所述校正铜损（008）根据加入所述校正层（090）校正前的或预设的印制电路铜损模型解算得到。
11.如权利要求9或10的所述印制电路板仿真模型（600），还包括第二层位校正单元（620）；所述第二层位校正单元（620）变更所述校正层（090）加入所述目标电路板（099）的层位置；所述层位置包括所述顶层（010）和所述底层（030）的位置；其中：所述校正层（090）距离所述原有地层（020）的距离为外板校正距离（001），所述外板校正距离（001）大于所述目标电路板（099）的厚度或所述目标电路板（099）的叠层厚度预设的厚度系数（003）倍。
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1.一种印制电路板铜损模型构造方法，其特征在于包括第一回流校正步骤（100）；于目标电路板（099）已知层外构造至少一校正层（090）；所述校正层（090）包括至少一校正电流源（095）和至少一校正电压源（091）；所述校正电流源（095）和所述校正电压源（091）之间包括至少一校正回流路径（093）；将所述校正层（090）加入所述目标电路板（099）的模型以构造仿真电路板或仿真电路模型（199）；解算或仿真求解所述仿真电路板或仿真电路模型（199）的当前铜损（110），并由所述当前铜损（110）减去所述校正层（090）部分的校正铜损（008），以得到校正后的仿真铜损（009）；其中，所述目标电路板（099）为待进行铜损仿真的电路板或电路模型。
2.如权利要求1的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述目标电路板（099）包括顶层（010）、原有地层（020）、底层（030）；所述原有地层（020）位于所述顶层（010）与所述底层（030）之间。
3.如权利要求1或2的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述校正铜损（008）根据加入所述校正层（090）校正前的或预设的印制电路铜损模型解算得到。
4.如权利要求3的所述印制电路板铜损模型构造方法，还包括第二层位校正步骤（200）；所述第二层位校正步骤（200）变更所述校正层（090）加入所述目标电路板（099）的层位置；所述层位置包括所述顶层（010）和所述底层（030）的位置。
5.如权利要求1、2或4任一项的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述校正层（090）距离所述原有地层（020）的距离为外板校正距离（001），所述外板校正距离（001）大于所述目标电路板（099）的厚度或所述目标电路板（099）的叠层厚度预设的厚度系数（003）倍。
6.如权利要求5的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述外板校正距离（001）等于100毫米。
7.如权利要求1、2、4或6任一项的所述印制电路板铜损模型构造方法，还包括第三标定校正步骤（300）；所述第三标定校正步骤（300）根据实物模型实测的铜损与预设标定参数组各参数关系的单调性对所述标定参数组中指定的参数进行标定；所述标定参数组包括导体布线密度参数、电源个数参数；所述导体布线密度参数表示所述目标电路板（099）导致铜损的导体占电路板总面积的比例。
8. 如权利要求7的所述印制电路板铜损模型构造方法，其中：所述第一回流校正步骤（100）还存储印制电路板分层信息用于参数标定或所述第三标定校正步骤（300），所述分层信息包括所述目标电路板（099）的总层数、节点数、电源数、介质类型或介电常数、介质厚度；所述介质厚度等于外板校正距离（001），所述外板校正距离（001）的默认值为100毫米，所述介质类型的默认值为空气； 所述模型参数标定过程通过电路板实测数据修正所述分层信息。
9.一种印制电路板仿真模型（600），包括第一回流校正单元（610）；所述第一回流校正单元（610）于目标电路板（099）已知层外构造至少一校正层（090）；所述校正层（090）包括至少一校正电流源（095）和至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆善兵，严平锋，祝慧，姚姚，吉虹钢，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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