在一些工業(yè)應用場合，經(jīng)常需要本地遠程發(fā)送命令控制顯示一些字符、圖片和漢字等各種信息，這就需要一個智能的顯示終端，可作為工業(yè)控制、智能儀表等顯示終端。為了實現(xiàn)快速響應，智能液晶顯示終端通常采用高性能的M3/M4/A8/DSP處理器來設計，并可帶有觸摸屏模塊。本設計的智能液晶顯示終端采用了STM32F103ZET6 M3控制器作為主核心，板載64M RAM?，用來提高系統(tǒng)運算速度，和1G容量的NAND FLASH，用來存儲預設計的圖片，各種圖形庫和漢字ASCII碼庫等，并根據(jù)實際需要集成了RS232/RS485/USB接口。為了方便液晶屏安裝到控制柜上，采用通用的24V供電。本設計中的核心處理器和各種外設皆采用3.3V供電，消耗電流預計在500mA以上(經(jīng)實際測試，進行復雜圖形處理時，電流消耗可達630mA)，為了保留2倍以上的設計余量，選用了一款輸出電壓3.3V，輸出電流最高達2A的降壓穩(wěn)壓器芯片TPS54331。它是一款具有?Eco-mode?的3.5V至28V輸入3A/570kHz降壓轉換器，性價比高，工作溫度：-40℃~150℃，可滿足工業(yè)級設備的使用要求。下面是利用TI WEBENCH平臺實現(xiàn)的這個電源設計方案。

方案中輸入電壓：24V；輸出電壓：3.3V,輸出電流：最大2A；工作溫度：設置為40℃。設計方案步驟如下：

【方案設計】

（1）點擊開始設計

因為方案中，只用到一路電源，所以，只要直接點擊紅色字體【開始設計】就可以了。如圖：

這樣，會加載一個FLASH登陸界面，大約1分鐘左右，會進入一個默認的設計界面：

如圖：???

（2）設置輸入參數(shù)，點擊綠色按鈕【重新計算】，如圖：?????

這里，選擇【DC】，直流電輸入，最小=最大=24V,輸出電壓：3.3V,輸出電流：2A,不要忘記溫度：40℃。這些參數(shù)都輸入正確以后，點擊重新計算，會生成新的設計界面。如圖：

因本設計已經(jīng)有實物設計，所以芯片是已經(jīng)選好了的TPS54331，可這里沒有，那怎么辦？TI在這個設計環(huán)節(jié)中，增加了搜索功能，非常實用哦。如下圖：我們在里面輸入：TPS54331，系統(tǒng)會自動篩選出來這個芯片方案：

（3） 開啟TPS54331設計方案?

在上面的圖中，點擊綠色按鈕【開啟設計】后，系統(tǒng)會自動生成一個TPS54331芯片的電源方案，生成的方案界面如下圖：??

最終的設計界面內容非常豐富，這里可以看到優(yōu)化選項一直在最左邊顯示，這里我們沒有采用，當時選擇TPS54331是從價格、效率和電流參數(shù)等各方面考慮的。如果重新設計一個新的方案的花，可以在【最低BOM成本】【最高效率】【覆蓋面積】等項中做選擇。界面左下角，可以將生成的技術方案進行命名保存。這里，方案界面被分成了六個窗口，分別是【圖表區(qū)】【原理圖】【工作數(shù)值】【材料清單】【優(yōu)化工具】【您的整個設計】。圖表區(qū)有三個圖表,如圖：

分別是效率，頻率響應和占空比關系圖表。

這個設計的原理圖如下：

它可以通過方案界面上面的【EXPORT】進行導出，如圖：

WEBENCH支持目前主流的PCB軟件工具，后面再介紹。

【工作數(shù)值】截圖如下：這里的信息非常多，前面的參數(shù)可以通過后面的說明看到，這里不再一一解釋了。

點擊【材料清單】界面，系統(tǒng)會整個屏幕顯示，這里可以將清單輸出EXCEL表單，方便查閱，可以看到這里的BOM成本3.7美金。WEBENCH每個零件都給出了詳細的信息，包括制造商，零件編號，數(shù)量，價格，屬性，覆蓋面積，3D效果中的頂視圖等，如果手頭沒有某個元件，可以點擊綠色按鈕【選擇替代零件】 ? ??

這里用到了一個F104R類型的工字型電感，實際中也用到了，這個通常不便宜的。

點擊界面右上角的【優(yōu)化選項】，進行優(yōu)化后，系統(tǒng)會給出一些圖表：如下圖：

這三個圖表分別是功率耗散、電路溫度和頻率、尺寸和效率圖表，通過這些圖表，可以更加詳細地了解TPS54331芯片方案的各種參數(shù)。

(4)?生成設計報告和導出原理圖

在整個芯片方案的右下角【您的整個設計】里面，可以打印設計報告，導出原理圖。如圖：

點擊上面的【Design Documentation】就可以生成設計報告了，點擊【Schematic CAD File Export】就可以導出原理圖了。

設計報告以PDF文檔的格式呈現(xiàn)，由方案整體描述、電路原理圖、電氣材料清單、圖表、工作數(shù)值和設計輸入?yún)?shù)等內容，通過設計報告，可以詳細地分析該電源設計方案了。

點擊導出原理圖后，出現(xiàn)界面如下圖：

這里本人習慣用Altium Designer,所以選擇第一個選項，等待幾秒鐘后，會出現(xiàn)下圖的提示：

提示信息就是：導出成功完成，可以點擊綠色按鈕【Download file】進行下載了。點擊下載按鈕后，出現(xiàn)下面的界面，找打一個合適的路徑，點確定保存即可

壓縮文件里面內容比較多，截圖如下：

這個工具的參考時間是以美國時間為準的，所以設計日期上面的時間總比國內差不多一天，這個壓縮包里面，最重要的就是原理圖文件了，其它的可以不管，用AD打開后，如下圖：?

圖表很大，格式不規(guī)整，這個還得自己修改。新設計方案的話要注意這一點！

(5)?總結

使用這個工具設計電源部分是很方便的，一般在幾分鐘到幾十分鐘就可以得到一個框架和報告，再進行修改就簡單了。如果從德州儀器官網(wǎng)或電源選型樣本里面找到合適的芯片的話，最少也得半天時間才能搞定。通過設計報告，可以得到該芯片方案的全部信息：

方案采用TPS54331DR芯片，采用BUCK拓撲架構，BOM成本3.7美金，按照現(xiàn)價大約：23元。其中TPS54331DR??0.75美金，約5元。總功率：1.63W,面積大小558MM2，BOM數(shù)量15個。通過以下圖表可以得到，?

當輸出電流在500mA時，效率能達到75%以上，最大630mA時，效率接近78%，這個效率比一般的AMS117方案要好很多。下面是設計實物圖片：??

當時芯片采購價在10元/片（量不大，價格高一些），電阻、電感和電容元件花費在2元左右，可能是買的國貨的原因。