改進的在線軟件工具在WEBENCH環(huán)境中模擬自定義電源設(shè)計

軟件工具已經(jīng)存在了幾十年，它們幫助工程師設(shè)計和開發(fā)定制電源解決方案。這些高級工具易于使用，它們使您能夠生成，優(yōu)化和模擬符合您的獨特規(guī)格的設(shè)計。更重要的是，它們允許您在投入生產(chǎn)之前在設(shè)計，系統(tǒng)和供應(yīng)鏈層面進行基于價值的權(quán)衡。

最近，德州儀器，凌力爾特，飛兆半導(dǎo)體和Intersil等功率半導(dǎo)體供應(yīng)商僅舉幾例，他們一直在升級他們的在線設(shè)計工具，例如擴展的組件庫，新的編輯和模擬功能，以及更快的驗證時間。例如，TI已經(jīng)為其SIMPLE SWITCHER DC更新了其WEBENCH電源設(shè)計工具/DC轉(zhuǎn)換器系列，帶有原理圖編輯器，允許工程師修改使用在線設(shè)計工具創(chuàng)建的電源設(shè)計，在新電路上進行Spice仿真，然后將修改后的原理圖導(dǎo)出到計算機輔助設(shè)計（CAD）平臺。據(jù)供應(yīng)商稱，這項新功能大大縮短了設(shè)計和驗證時間，從幾小時到幾分鐘。除了將多混合輸出電容，濾波，電路板寄生和緩沖電路等功能集成到WEBENCH工具中之外，原理圖編輯器還提供一個包含40，000多個組件的庫，用于自定義設(shè)計。此外，它允許電源設(shè)計人員在將設(shè)計導(dǎo)出到業(yè)界領(lǐng)先的CAD開發(fā)平臺（圖1）之前，在WEBENCH環(huán)境中模擬自定義電源設(shè)計，例如Cadence OrCAD Capture CIS，Mentor Graphics Xpedition xDX Designer，CADSoft EAGLE和Altium Designer。

圖1：TI的原理圖編輯器允許電源設(shè)計人員在將其導(dǎo)出到業(yè)界領(lǐng)先的CAD開發(fā)平臺之前，在WEBENCH中模擬自定義電源設(shè)計。

原理圖編輯器是一個WEBENCH設(shè)計環(huán)境的重大改進，因為它允許設(shè)計人員編輯電源設(shè)計原理圖，以及添加或修改電路以提升功能和性能。最后，當(dāng)完成原理圖的編輯時，它允許設(shè)計人員使用WEBENCH中的Spice仿真器來模擬新的修改/自定義設(shè)計。

在添加原理圖編輯器之前，設(shè)計人員無法更改或修改使用WEBENCH電源設(shè)計工具建議的原理圖。 TI指出，人們可以改變原理圖中的一些元件，但不能改變拓撲結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，通過添加原理圖編輯器，設(shè)計人員可以輕松編輯建議的原理圖，該公司表示。

要完全了解其工作原理，請轉(zhuǎn)到原理圖編輯器站點1并在WEBENCH Designer中輸入您的電源要求。頁面的右側(cè)（圖2）。例如，輸入最小輸入為12 VDC，最大值為22 VDC，3.3 VDC輸出為1.5 A，環(huán)境溫度為30°C，然后單擊“開始設(shè)計”按鈕。單擊“開始設(shè)計”按鈕后，該工具將開始處理參數(shù)，并在幾秒鐘內(nèi)分散出三種不同類型的電源解決方案供您選擇。這些包括模塊，IC和基于控制器的解決方案。選擇最適合您需求的產(chǎn)品。例如，如果單擊模塊按鈕，它將從SIMPLE SWITCHER系列生成一系列零件，包括完整的原理圖，包括外部元件。

圖2：開始設(shè)計之前在WEBENCH Designer工具中輸入您的電源參數(shù)。

最接近您要求的部件就在本頁面的頂部。在我們的例子中，它是TI LMZ12003。所需的輸入和輸出參數(shù)完全在建議部件的額定規(guī)格范圍內(nèi)?，F(xiàn)在，單擊“打開設(shè)計”按鈕，查看原理圖（圖3），物料清單，占空比圖表，效率和占地面積等操作值，以及一個產(chǎn)品文件夾，其中包含訂購評估板，生成Gerber文件的選項，查看設(shè)計文檔，將文件導(dǎo)出到CAD，共享此設(shè)計或進一步編輯。

圖3：原理圖編輯器允許設(shè)計人員編輯電路中的每個組件能夠添加或刪除組件和過濾器以更改拓撲現(xiàn)在可以使用在線原理圖捕獲工具編輯新設(shè)計，并使用集成的Spice仿真器進行仿真。通過頂部的WEBENCH導(dǎo)航工具欄可以輕松訪問這些功能，這使用戶可以輕松地在WEBENCH原理圖編輯器中的不同步驟之間切換。這里需要注意的是：用戶必須先在線注冊才能訪問TI網(wǎng)站上的WEBENCH電源設(shè)計工具。

Linear，Fairchild和Intersil的工具

同樣，凌力爾特公司繼續(xù)通過新功能增強其電源設(shè)計工具LTpowerCAD該計劃的新增內(nèi)容。因此，更新的LTpowerCAD II為使用Linear的μModule和單片DC/DC穩(wěn)壓器產(chǎn)品的用戶應(yīng)用提供了元件值和性能估算的建議。它引導(dǎo)用戶完成整個設(shè)計過程，減少設(shè)計工作量并加快設(shè)計時間（圖4）。

圖4：逐步供電設(shè)計和仿真指南使用Linear的LTpowerCAD工具。

與傳統(tǒng)工具不同，LTpowerCAD在整個供應(yīng)設(shè)計過程中引導(dǎo)用戶。除了根據(jù)用戶規(guī)格搜索合適的線性零件外，LTpowerCAD還指導(dǎo)用戶選擇和優(yōu)化電路元件值以及建議和警告。它顯示了反饋回路波特圖的實時結(jié)果，以及功率級性能。此外，所創(chuàng)建的設(shè)計可以導(dǎo)出到LTspice仿真電路，以進一步驗證設(shè)計的工作方式。該工具還提供印刷電路板（PCB）布局示例。通過Internet連接，用戶可以對程序及其組件庫進行實時更新。

飛兆半導(dǎo)體還通過動力傳動系統(tǒng)離散（MOSFET/IGBT/整流器）器件增強了其在線設(shè)計和仿真工具PowerSupplyWebDesigner2功率損耗和效率分析功能。這些新模塊專為輸入和輸出條件下的100 W至3 kW AC/DC設(shè)計而設(shè)計，為設(shè)計人員提供功率因數(shù)校正（PFC），相移全橋和二次側(cè)同步整流（PSFB + SR） ，動力傳動系分立器件分析，以及與這些拓撲相關(guān)的器件組合矩陣。根據(jù)用戶指定的輸入和輸出規(guī)格以及工作條件，該工具推薦功率分立器件部件號，并顯示器件結(jié)溫，功率損耗分析和效率的儀表板視圖（圖5）。經(jīng)過優(yōu)化，適用于需要PSFB + SR的TI UCC28950和UCC3895等控制器，可在實際應(yīng)用中所需的不同線路和負載條件下提供高精度。與TI一樣，飛兆半導(dǎo)體在訪問其設(shè)計工具之前也需要注冊。

圖5：在輸入系統(tǒng)輸入和輸出要求后，飛兆半導(dǎo)體的電源WebDesigner將推薦功率分立器件部件號并顯示設(shè)備結(jié)溫，功率損耗分析和效率的儀表板視圖。

Intersil還對其在線工具iSim3進行了翻新，其新功能支持不斷增加的功率密度，寬輸入電壓和溫度范圍，最高效率，快速瞬態(tài)響應(yīng)，和其他重要規(guī)格。它旨在幫助用戶從制造商廣泛的電源管理設(shè)備組合中選擇和模擬部件。該工具分四個簡單的步驟，即輸入/輸出規(guī)格，設(shè)計配置，驗證和模擬以及BOM，為復(fù)雜問題提供解決方案。總之，現(xiàn)在有幾種在線設(shè)計工具可用于設(shè)計和開發(fā)各種AC/DC和DC/DC電源。但是，每個工具都是為供應(yīng)商的專用產(chǎn)品線而量身定制的。因此，在為工作選擇最合適的部件之前，由用戶調(diào)查每個的優(yōu)點和缺點。