現(xiàn)代電子系統(tǒng)的復(fù)雜度越來越高。系統(tǒng)板上可能有大量供電軌和電源解決方案，為許多不同的負載供電。選擇或設(shè)計每個電源之前，系統(tǒng)硬件工程師首先需要了解系統(tǒng)功率需求，然后相應(yīng)地設(shè)計系統(tǒng)電源樹以優(yōu)化電源管理系統(tǒng)的效率、尺寸和成本。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，有時系統(tǒng)級電源優(yōu)化并非易事。直觀的系統(tǒng)級設(shè)計工具可滿足這一需求。

LTpowerPlanner程序是系統(tǒng)級電源樹設(shè)計工具，可幫助系統(tǒng)設(shè)計人員規(guī)劃、設(shè)計和優(yōu)化電源管理系統(tǒng)。它提供直觀的圖形用戶界面(GUI)，可大大簡化系統(tǒng)級設(shè)計任務(wù)。

LTpowerPlanner 工具可幫助用戶：

繪制"電源樹"類型的系統(tǒng)框圖

計算 估算系統(tǒng)總輸入功率、輸出功率、功率損耗、效率和電路板尺寸

比較不同的電源架構(gòu)以進行系統(tǒng)級優(yōu)化

與 LTpowerCAD電源設(shè)計工具和 LTspice電路仿真工具接口

直觀地記錄并呈現(xiàn)系統(tǒng)解決方案

LTpowerPlanner設(shè)計工具是LTpowerCAD設(shè)計工具程序的一部分。要打開LTpowerPlanner工具，用戶可以點擊LTpowerCAD主頁上的"系統(tǒng)設(shè)計"圖標(biāo)，如圖1所示。

開始使用LTpowerPlanner設(shè)計工具時，可以遵循以下三個基本步驟。

第1步繪制系統(tǒng)電源樹

圖1.點擊"System Design"圖標(biāo)打開LTpowerPlanner工具

圖2顯示了一個使用LTpowerPlanner工具繪制簡單系統(tǒng)電源樹的例子。電源樹中有三類關(guān)鍵器件：輸入電源、電源轉(zhuǎn)換器和負載器件。電源器件僅有輸出端子，而負載器件僅有輸入端子。每個轉(zhuǎn)換器器件的左側(cè)端子是電源輸入端子，而右側(cè)端子是電源輸出端子。轉(zhuǎn)換器可以有多個輸出軌，代表多通道電源。類似地，負載器件可以有多個輸入軌端子。

用戶可以先布置這些器件，然后從左到右將器件與電源線連接，這是默認的電流 功率流向。

第2步更新元件參數(shù)

用戶可以雙擊每個器件，在其"屬性"窗口中更新關(guān)鍵電源參數(shù)，例如輸入電壓范圍、輸出電壓、最大負載電流等。用戶還可以輸入每個電源轉(zhuǎn)換器的預(yù)期效率和估計大小以用于系統(tǒng)計算。

圖2.繪制系統(tǒng)電源樹

第3步運行系統(tǒng)計算

用戶完成電源樹并更新所有關(guān)鍵參數(shù)后，便可運行系統(tǒng)計算。根據(jù)輸入的每個器件的參數(shù)，程序?qū)⒂嬎悴⒃谄聊坏?總結(jié)報告"中顯示以下值：系統(tǒng)總輸入功率、輸出功率、功率損耗、效率和轉(zhuǎn)換器PC板面積之和。如圖4所示，每個器件端子還會顯示其輸入或輸出電壓和電流。每個轉(zhuǎn)換器的效率和功率損耗顯示在轉(zhuǎn)換器下方。同時還會顯示每個負載和電源的功率水平。此GUI界面向系統(tǒng)工程師提供了非常直觀的展示，其中包含系統(tǒng)電源樹的大量詳細信息。

圖3.更新關(guān)鍵轉(zhuǎn)換器參數(shù)

LTpowerPlanner工具可用于比較不同電源架構(gòu)以實現(xiàn)最優(yōu)系統(tǒng)解決方案。圖5顯示了一個比較兩個略微不同的電源樹方案A和B的簡單示例。對于此例，LTpowerPlanner工具表明，從方案A到方案B的細小架構(gòu)調(diào)整可以快速提高系 統(tǒng)效率。

圖4.運行系統(tǒng)計算

LTpowerPlanner工具可用于繪制更為復(fù)雜的系統(tǒng)。圖6給出了一個示例。此例顯示了多個輸出電源轉(zhuǎn)換器和多個輸入負載。具有相同電壓的多個輸出端子 也可以并聯(lián)以實現(xiàn)均流。還有阻性元件可用來代表電壓降和功率損耗。

圖5.比較兩種電源系統(tǒng)架構(gòu)（A和B）

雖然LTpowerPlanner程序是一個通用系統(tǒng)工具，但它允許用戶將電源轉(zhuǎn)換器鏈接到LTpowerCAD電源設(shè)計工具和LTspice電路仿真工具生成的現(xiàn)有設(shè)計和仿真文件。為此，用戶需要在轉(zhuǎn)換器的"Properties"窗口中將轉(zhuǎn)換器鏈接到其PC磁盤上的特定文件。鏈接建立之后，用戶可以通過點擊LTpowerPlanner轉(zhuǎn)換器上的相應(yīng)圖標(biāo)來直接打開鏈接的LTpowerCAD設(shè)計文件或LTspice仿真文件。此特性提供了一種方便且系統(tǒng)化的方式來組織電源管理系統(tǒng)的所有設(shè)計文件。

圖6.FPGA電源樹示例

總之，LTpowerPlanner設(shè)計工具可以幫助系統(tǒng)工程師以高效和直觀的方式設(shè)計和優(yōu)化電源管理系統(tǒng)。該工具根據(jù)用戶輸入來計算系統(tǒng)的總輸入功率、輸出功率、功率損耗、效率和物理尺寸。系統(tǒng)設(shè)計人員可以使用此工具繪制、設(shè)計、比較和優(yōu)化電源系統(tǒng)樹。該工具還提供了一種好用且簡便的方法來記錄和呈現(xiàn)系統(tǒng)電源架構(gòu)。

文章出處：【微信公眾號：亞德諾半導(dǎo)體】