如今的系統(tǒng)板具有越來(lái)越多的電源軌和電源。由于解決方案的尺寸，效率，散熱和瞬態(tài)性能對(duì)于先進(jìn)的電源解決方案都至關(guān)重要，因此針對(duì)特定應(yīng)用設(shè)計(jì)定制的板載電源解決方案更為高效且經(jīng)濟(jì)高效，而不是使用商用電源磚。對(duì)于系統(tǒng)工程師來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)和優(yōu)化開(kāi)關(guān)模式電源正在成為一項(xiàng)更常見(jiàn)和必要的任務(wù)。不幸的是，這項(xiàng)任務(wù)通常耗費(fèi)時(shí)間并且技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性。

為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)任務(wù)并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和生產(chǎn)率，LTpowerCAD TM 計(jì)劃是由電力開(kāi)發(fā)的凌力爾特公司的應(yīng)用專家作為電源設(shè)計(jì)和優(yōu)化工具。

“紙張?jiān)O(shè)計(jì)”可能很難耗費(fèi)時(shí)間

為了設(shè)計(jì)和優(yōu)化板載電源，傳統(tǒng)的“紙張?jiān)O(shè)計(jì)”方法既困難又耗時(shí)。在定義電源規(guī)范后，工程師首先需要選擇轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如用于降壓的降壓轉(zhuǎn)換器或用于升壓應(yīng)用的升壓轉(zhuǎn)換器。接下來(lái)，工程師需要根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)或網(wǎng)絡(luò)搜索工具選擇電源管理IC。之后，工程師需要根據(jù)他/她自己的知識(shí)或供應(yīng)商的數(shù)據(jù)表方程計(jì)算功率分量值。然后是數(shù)千個(gè)器件中的功率元件選擇，例如電感器電容器和MOSFET。下一步是估算供應(yīng)效率和功率損耗，同時(shí)確保元件熱應(yīng)力可接受。

這不是故事的結(jié)尾 - 環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)是另一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因?yàn)樗枰獜?fù)雜的電路建模和IC數(shù)據(jù)表之外的參數(shù)值。最后，繪制原理圖并將原型PCB板送出制造?，F(xiàn)在是工程師給電路板加電以確保沒(méi)有振蕩輸出或過(guò)熱的時(shí)候了。對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的電源設(shè)計(jì)人員而言，這種設(shè)計(jì)過(guò)程具有挑戰(zhàn)性。即使對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的電力設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的“紙張?jiān)O(shè)計(jì)”方法和試錯(cuò)法也是耗時(shí)且困難的，而且也是不準(zhǔn)確的，缺乏最佳結(jié)果。這可能需要數(shù)小時(shí)，數(shù)天甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

LTpowerCAD設(shè)計(jì)工具簡(jiǎn)化任務(wù)

節(jié)省用戶時(shí)間和精力為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的設(shè)計(jì)解決方案，LTpowerCAD設(shè)計(jì)工具由凌力爾特公司的電源應(yīng)用專家開(kāi)發(fā)。該設(shè)計(jì)工具提供了一種系統(tǒng)而簡(jiǎn)單的方法，可以通過(guò)五個(gè)簡(jiǎn)單的步驟來(lái)設(shè)計(jì)電源的關(guān)鍵參數(shù)：(1)輸入電源規(guī)格并選擇解決方案; (2)借助自動(dòng)警告優(yōu)化功率級(jí)元件; (3)優(yōu)化供電效率和功率損耗; (4)設(shè)計(jì)環(huán)路補(bǔ)償和優(yōu)化負(fù)載瞬變; (5)生成包含BOM和PCB尺寸估算的摘要報(bào)告。圖1顯示了使用LTpowerCAD設(shè)計(jì)工具的設(shè)計(jì)流程。

圖1：使用LTpowerCAD設(shè)計(jì)工具通過(guò)五個(gè)簡(jiǎn)單步驟設(shè)計(jì)電源

現(xiàn)有許多設(shè)計(jì)實(shí)例，包括LTpowerCAD解決方案中的凌力爾特演示板和數(shù)據(jù)表電路圖書(shū)館。用戶還可以使用此工具保存他們的設(shè)計(jì)，以構(gòu)建自己的解決方案庫(kù)。工程師可以利用這些解決方案，并將其作為未來(lái)電源設(shè)計(jì)的快速起點(diǎn)。此外，LTpowerCAD設(shè)計(jì)可以作為L(zhǎng)Tspice ?仿真電路導(dǎo)出，以檢查時(shí)域電源波形和瞬態(tài)性能。

使用這些強(qiáng)大的工具，系統(tǒng)工程師可以在幾分鐘內(nèi)完成高質(zhì)量的電源電路設(shè)計(jì)，而不是數(shù)小時(shí)或數(shù)天，效果良好。第一個(gè)原型的時(shí)間大大減少。

LTpowerCAD設(shè)計(jì)步驟和示例

讓我們看一下詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟LTpowerCAD設(shè)計(jì)實(shí)例。例如，工程師需要設(shè)計(jì)一個(gè)板載電源，輸入電壓為10.8V至13.2V（12V±10％），輸出電壓為1.0V，電流高達(dá)20A。這是典型的同步降壓降壓轉(zhuǎn)換器。