改进的在线软件工具在WEBENCH环境中模拟自定义电源设计

软件工具已经存在了几十年，它们帮助工程师设计和开发定制电源解决方案。这些高级工具易于使用，它们使您能够生成，优化和模拟符合您的独特规格的设计。更重要的是，它们允许您在投入生产之前在设计，系统和供应链层面进行基于价值的权衡。

最近，德州仪器，凌力尔特，飞兆半导体和Intersil等功率半导体供应商仅举几例，他们一直在升级他们的在线设计工具，例如扩展的组件库，新的编辑和模拟功能，以及更快的验证时间。例如，TI已经为其SIMPLE SWITCHER DC更新了其WEBENCH电源设计工具/DC转换器系列，带有原理图编辑器，允许工程师修改使用在线设计工具创建的电源设计，在新电路上进行Spice仿真，然后将修改后的原理图导出到计算机辅助设计（CAD）平台。据供应商称，这项新功能大大缩短了设计和验证时间，从几小时到几分钟。除了将多混合输出电容，滤波，电路板寄生和缓冲电路等功能集成到WEBENCH工具中之外，原理图编辑器还提供一个包含40，000多个组件的库，用于自定义设计。此外，它允许电源设计人员在将设计导出到业界领先的CAD开发平台（图1）之前，在WEBENCH环境中模拟自定义电源设计，例如Cadence OrCAD Capture CIS，Mentor Graphics Xpedition xDX Designer，CADSoft EAGLE和Altium Designer。

图1：TI的原理图编辑器允许电源设计人员在将其导出到业界领先的CAD开发平台之前，在WEBENCH中模拟自定义电源设计。

原理图编辑器是一个WEBENCH设计环境的重大改进，因为它允许设计人员编辑电源设计原理图，以及添加或修改电路以提升功能和性能。最后，当完成原理图的编辑时，它允许设计人员使用WEBENCH中的Spice仿真器来模拟新的修改/自定义设计。

在添加原理图编辑器之前，设计人员无法更改或修改使用WEBENCH电源设计工具建议的原理图。 TI指出，人们可以改变原理图中的一些元件，但不能改变拓扑结构。现在，通过添加原理图编辑器，设计人员可以轻松编辑建议的原理图，该公司表示。

要完全了解其工作原理，请转到原理图编辑器站点¹并在WEBENCH Designer中输入您的电源要求。页面的右侧（图2）。例如，输入最小输入为12 VDC，最大值为22 VDC，3.3 VDC输出为1.5 A，环境温度为30°C，然后单击“开始设计”按钮。单击“开始设计”按钮后，该工具将开始处理参数，并在几秒钟内分散出三种不同类型的电源解决方案供您选择。这些包括模块，IC和基于控制器的解决方案。选择最适合您需求的产品。例如，如果单击模块按钮，它将从SIMPLE SWITCHER系列生成一系列零件，包括完整的原理图，包括外部元件。

图2：开始设计之前在WEBENCH Designer工具中输入您的电源参数。

最接近您要求的部件就在本页面的顶部。在我们的例子中，它是TI LMZ12003。所需的输入和输出参数完全在建议部件的额定规格范围内。现在，单击“打开设计”按钮，查看原理图（图3），物料清单，占空比图表，效率和占地面积等操作值，以及一个产品文件夹，其中包含订购评估板，生成Gerber文件的选项，查看设计文档，将文件导出到CAD，共享此设计或进一步编辑。

图3：原理图编辑器允许设计人员编辑电路中的每个组件能够添加或删除组件和过滤器以更改拓扑现在可以使用在线原理图捕获工具编辑新设计，并使用集成的Spice仿真器进行仿真。通过顶部的WEBENCH导航工具栏可以轻松访问这些功能，这使用户可以轻松地在WEBENCH原理图编辑器中的不同步骤之间切换。这里需要注意的是：用户必须先在线注册才能访问TI网站上的WEBENCH电源设计工具。

Linear，Fairchild和Intersil的工具

同样，凌力尔特公司继续通过新功能增强其电源设计工具LTpowerCAD该计划的新增内容。因此，更新的LTpowerCAD II为使用Linear的μModule和单片DC/DC稳压器产品的用户应用提供了元件值和性能估算的建议。它引导用户完成整个设计过程，减少设计工作量并加快设计时间（图4）。

图4：逐步供电设计和仿真指南使用Linear的LTpowerCAD工具。

与传统工具不同，LTpowerCAD在整个供应设计过程中引导用户。除了根据用户规格搜索合适的线性零件外，LTpowerCAD还指导用户选择和优化电路元件值以及建议和警告。它显示了反馈回路波特图的实时结果，以及功率级性能。此外，所创建的设计可以导出到LTspice仿真电路，以进一步验证设计的工作方式。该工具还提供印刷电路板（PCB）布局示例。通过Internet连接，用户可以对程序及其组件库进行实时更新。

飞兆半导体还通过动力传动系统离散（MOSFET/IGBT/整流器）器件增强了其在线设计和仿真工具PowerSupplyWebDesigner²功率损耗和效率分析功能。这些新模块专为输入和输出条件下的100 W至3 kW AC/DC设计而设计，为设计人员提供功率因数校正（PFC），相移全桥和二次侧同步整流（PSFB + SR） ，动力传动系分立器件分析，以及与这些拓扑相关的器件组合矩阵。根据用户指定的输入和输出规格以及工作条件，该工具推荐功率分立器件部件号，并显示器件结温，功率损耗分析和效率的仪表板视图（图5）。经过优化，适用于需要PSFB + SR的TI UCC28950和UCC3895等控制器，可在实际应用中所需的不同线路和负载条件下提供高精度。与TI一样，飞兆半导体在访问其设计工具之前也需要注册。

图5：在输入系统输入和输出要求后，飞兆半导体的电源WebDesigner将推荐功率分立器件部件号并显示设备结温，功率损耗分析和效率的仪表板视图。

Intersil还对其在线工具iSim³进行了翻新，其新功能支持不断增加的功率密度，宽输入电压和温度范围，最高效率，快速瞬态响应，和其他重要规格。它旨在帮助用户从制造商广泛的电源管理设备组合中选择和模拟部件。该工具分四个简单的步骤，即输入/输出规格，设计配置，验证和模拟以及BOM，为复杂问题提供解决方案。总之，现在有几种在线设计工具可用于设计和开发各种AC/DC和DC/DC电源。但是，每个工具都是为供应商的专用产品线而量身定制的。因此，在为工作选择最合适的部件之前，由用户调查每个的优点和缺点。