ADIsimPower提供稳健、可定制的DC-DC转换器设计

DC-DC转换器的设计人员，无论是新手还是专家，都面临着大量的电源管理IC选择。找到功能、性能、集成水平和价格的最佳组合可能已经足够困难了，而且实际的设计工作可能令人生畏。ADIsimPower™旨在简化IC选择过程，并提供构建优化的DC-DC转换器所需的信息。

虽然大多数DC-DC选型指南只是将用户引导至开关稳压器、开关控制器和线性稳压器，这些稳压器将采用一组给定的输入，而没有提供量化选择器件与另一款器件的权衡的方法，但ADIsimPower允许设计人员研究电源转换权衡并驾驭设计复杂性。这款新工具是智能选型指南，与全面的设计助手相结合，可提供稳健的设计，并根据用户在尺寸、效率、成本、零件数量或其某种组合方面的确切输入进行优化。

ADIsimPower的选择和设计过程包括四个步骤：1.输入您的设计标准，2.查看所有设计解决方案， 3.查看解决方案详细信息，以及 4.构建您的设计。在体验结束时，ADIsimPower的目标是提供定制的原理图、带有供应商零件号和价格的物料清单（BOM）、效率图、性能规格、闭环传递函数以及快速构建设计的方法。

输入您的设计标准

ADIsimPower的第一页包括最小输入电压、最大输入电压、输出电压、输出电流和最大环境温度的用户输入字段;每个参数的边界显示在相应的文本框下方。填写框后，选择“查找解决方案”以查找此应用程序的推荐解决方案。

或者，知道他们想要使用哪个ADI电源管理器件的用户可以选择IC。这将激活一个下拉菜单，显示当前支持的电源管理IC列表。选择其中一个部分后，用户将直接转到“查看解决方案详细信息”。

查看所有设计解决方案

ADIsimPower的第二阶段可帮助用户选择最适合设计的器件。为了清楚起见，在顶部，重复了第一阶段的设计输入。在此之下，推荐的解决方案建议使用IC和拓扑结构，以实现成本最低、尺寸最小、零件最少、效率最高。这些建议基于整个DC-DC转换器设计，包括电源管理IC、电感器、电容器、电阻器、MOSFET和二极管。

在推荐解决方案下方，下表将每个工作IC的解决方案成本、尺寸、效率和元件数量量化到第一阶，使用户无需对每个器件进行单独设计即可看到设计权衡。可以对每列进行排序，以突出显示最重要的权衡。功能列表可在表的右侧找到。要展开或折叠此列表，请单击“显示所有功能”或“显示默认功能”。单击关联的复选框可选择或取消选择要素。选择应用程序所需的所有功能。不包括所选功能的IC将从表和推荐的解决方案中删除。

选择最能平衡特性、性能、集成度和成本的IC后，单击相应的“查看解决方案”按钮。如果此按钮未激活，则ADIsimPower尚不提供全面的设计支持。单击IC名称以查看数据手册和其他信息。单击“下载设计工具”以获取可在本地运行的基于 Excel 的设计工具。

查看解决方案详细信息

在此阶段，ADIsimPower生成并显示完整的设计，包括定制原理图、有据可查的物料清单以及工作参数、功耗和最高温度的估算值。开关转换器设计还显示了效率、损耗以及在某些情况下的闭环传递函数图。

为了清楚起见，在页面顶部重复原始输入;如果设计参数已更改，则可以更新它们。单击“修改高级设置”，这将打开一个窗口，允许用户修改许多设置，包括但不限于精度、最大元件高度、峰峰值输出电压纹波、输入滤波器要求、负载瞬态响应、电感纹波电流和 MOSFET 供应商偏好（根据器件选择，可能会显示这些功能的子集）。修改这些设置的能力是ADIsimPower区别于其他DC-DC转换器设计工具的一种方式。虽然可以理解，足以让新手电源设计人员感到舒适，但高级设置正是专业电源设计人员希望在设计中控制的参数。

页面上的下一部分有几个选项卡，用于指定各种重要的设计参数。同样，这些选项卡中的信息将根据所选IC而有所不同，但常见选项卡包括工作估算值、耗散估算值和温度估算值。所有参数均在最小和最大输入电压下显示。“工作估计”选项卡包括PWM占空比、峰峰值输出电压纹波和峰值电感电流等参数。“耗散估算”选项卡显示每个高损耗组件的功耗。“温度估计”选项卡在“耗散估计”选项卡中显示与损耗相关的每个组件的温度。功耗和温度计算假设许多参数的最坏情况值决定了功率损耗，以确保设计的鲁棒性。

以下部分显示了完整的定制原理图，包括参考名称和引脚号。

页面上的下一个是物料清单。这可能有几个可以编辑的组件，如橙色项目编号所示。单击项目编号可查看在设计中工作的其他预认证组件的列表。列标题将根据组件的类型而有所不同。典型标题包括制造商、零件编号、损耗 （W）、面积 （mm2）、Hgt（毫米）、成本（$）和其他表征器件及其在电路中工作方式的规格。这些允许用户继续在性能与尺寸与成本之间进行权衡，以完全定制设计。这些列中的每一个都可以排序，这使得量化与更换零件相关的收益和损失变得更加容易。如果选择了新器件，ADIsimPower将使用所选器件重新设计，确保仍满足所有规格。

物料清单下方是“图表”部分，其中可能包括效率图、损耗图和闭环传递函数图（波特图），所有这些都在最小和最大输入电压下进行。效率和损耗曲线对应于许多高损耗参数的最坏情况值相关的损耗。这种最坏情况分析在整个ADIsimPower设计过程中都很常见。目标是让用户确信该工具提供的设计在元件公差、环境温度范围和其他电路变化方面都是稳健的。该工具提供的不仅仅是基本解决方案。

在“查看解决方案详细信息”阶段的每个部分的顶部是每个设计标准（最低成本、部件数量、效率和尺寸）的径向按钮。选择新的径向按钮将根据新的设计标准完全重新设计电路，使之前所做的所有BOM更改无效。确定最终设计后，单击“构建此解决方案”！

构建您的设计

本页第一项是前几阶段为IC选择的相应评估板的图片。订购评估板和IC的链接位于评估板图片的右侧。下面是对应于整个评估板的原理图。请注意，该工具本节中的原理图对应于评估板，评估板通常适用于许多不同的配置。原理图上的每个元件旁边都是值和封装指示符，它们在构建电路板时会有所帮助。其中许多将被指定为No Pop，因为在此特定设计中不需要它们。原理图下方是物料清单，同样适用于评估板。每个组件都列出，允许在填充电路板时将其选中。本节中的原理图和材料清单可能比“查看您的解决方案”部分中的原理图和材料清单要长得多，也更复杂，后者更能代表最终设计。物料清单下方是评估板顶部组件、底部组件和所有 PCB 层的图片。简而言之，此阶段提供了构建ADIsimPower设计所需的一切。

链接允许用户下载或通过电子邮件发送在“生成您的设计”和“查看解决方案详细信息”部分中找到的所有信息，其格式类似于在 Web 上与工具交互时看到的格式。

零件数据库

ADIsimPower 使用的器件数据库包含 3000 多个唯一器件编号，包括电感、MOSFET、二极管、电容和电源管理 IC。这些零件类型中的每一种自然都有寄生元素，导致它们以非理想的方式运行;为了进行稳健的电源设计，必须考虑它们。尽管其中许多寄生元件在其数据手册中未完全表征，但ADIsimPower的架构师和实现者已与这些元件的制造商合作，以获取这些未公开的信息。该工具中考虑的非理想行为包括但不限于以下内容：

电容器：电容随施加电压的变化（dC/dV），ESR随开关频率的变化（dC/dT）。

电感：磁芯损耗和趋肤效应损耗与开关频率的关系。

二极管：正向电压随正向电流的变化（dVf/dI），正向电压随温度的变化（dVf/dT），寄生电容随外加电压的变化（dC/dV）。

MOSFET：Rds（on）随温度的变化（dRds（on）/dT），Rds（on）随施加的栅源电压（dRds（on）/dVgs）的变化，寄生电容（Coss，Crss，Ciss）随施加电压（dC/dV）的变化。

这些只是ADIsimPower设计所考虑的众多非理想元件行为中最普遍的一种。结果是，ADIsimPower的频繁用户和首次用户都发现，这些设计非常可靠，并且接近于生产就绪，就像人们对任何设计工具所期望的那样。

结论

ADIsimPower通过提供为其应用找到特性、性能、集成度和价位的最佳组合的方法，帮助设计人员（新手和专家）找到适合DC-DC转换器设计的IC。“查看所有设计解决方案”部分中的智能选择指南允许用户查看权衡，否则只能通过单独对每个零件进行整个设计来查看这些权衡。该工具的第三部分“查看解决方案详细信息”允许用户通过编辑组件和调整高级功能来进一步磨练所显示的稳健且文档齐全的设计。最后阶段“构建解决方案”提供构建评估板以评估设计所需的所有信息。ADIsimPower作为DC-DC稳压器设计和选择工具脱颖而出，为开关控制器、开关稳压器和LDO提供针对每种独特应用真正优化的鲁棒设计。

审核编辑：郭婷