教你一種開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)時(shí)更簡單有效的方法

在線電源設(shè)計(jì)的第一步是定義電源需求，包括電壓范圍、輸出電壓和負(fù)載電流。可能的解決方案會得到自動評估，并將一、兩個(gè)推薦方案呈現(xiàn)給用戶。 這也是設(shè)計(jì)者可能遇到麻煩的第一個(gè)地方：如果需求的表達(dá)不正確(例如，如果實(shí)際的輸入電壓范圍高于或低于輸入值)，則不適合的解決方案也會顯示。用戶可以嘗試多組需求，但必須對系統(tǒng)需求有清晰的概念。

當(dāng)選定了穩(wěn)壓器解決方案后， 就可以確定該電路的元器件。該工具會會顯示元器件的號碼。用戶可以更改為一個(gè)預(yù)設(shè)的替代品，或輸入一個(gè)定制元件。對于元器件值和所有關(guān)鍵的寄生參數(shù)值都有指導(dǎo)。 如果采用了與推薦值差異較大的定制元件，恐怕性能就會下降不少。

性能評估

一旦選定了電路元器件， 就到了評估性能的時(shí)候了。一般來說，性能評估要看頻率響應(yīng)值(交叉頻率和相位裕度)、峰值電流和電壓，以及熱性能值(效率、結(jié)溫和元件溫度)。盡管這些計(jì)算建基于模型，仿真結(jié)果與工作臺數(shù)據(jù)還是匹配得很好的。

電氣仿真與熱仿真

電氣仿真支持某些解決方案。這些仿真器會顯示出邏輯圖，用戶可以進(jìn)一步更改元器件，并在穩(wěn)壓電路上運(yùn)行測試?，F(xiàn)有的測試包括波德圖、穩(wěn)態(tài)、線路瞬態(tài)、負(fù)載瞬態(tài)和起動。(注意，波德圖只能用于那些采用固定頻率穩(wěn)壓器 IC 的電路。)為使在線測試更有用，用戶應(yīng)仔細(xì)檢查所有測試條件。輸入電壓和負(fù)載電流對每次測試都可能會變化，而默認(rèn)值可能與用戶的系統(tǒng)不相匹配。用戶必須先估計(jì)出應(yīng)得的結(jié)果，如果仿真結(jié)果與之不同，去找出原因。

熱仿真可以用于許多方案。在線工具會用一個(gè)參考設(shè)計(jì)布局，評估在 PCB 板上實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)壓電路。元器件和電路板溫度的結(jié)果以全彩圖象及表格顯示。由于熱仿真運(yùn)行得較快(幾分鐘內(nèi)就可以給出結(jié)果)，精度自然比不上一個(gè)耗費(fèi)數(shù)小時(shí)的詳盡 CFD(計(jì)算流體動力)仿真結(jié)果。但是，溫度估計(jì)一般在實(shí)際值的 20°C 內(nèi)。這對于確定電路板或元器件的熱點(diǎn)，防止出現(xiàn)過熱情況已經(jīng)足夠使用了。

測試原型

開關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)投產(chǎn)前的最后步驟是建立一個(gè)原型，用于工作臺的測試。某些解決方案含有客戶化設(shè)計(jì)的支持，其它方案則有參考設(shè)計(jì)板。在線工具有強(qiáng)大功能，或許你會由此產(chǎn)生跳過此步驟的想法，但千萬不要這樣！大多數(shù)設(shè)計(jì)的運(yùn)行良好，但有些則需要精心布局才能得到最佳性能。實(shí)際的元器件可能并不精確匹配仿真結(jié)果，特別是考慮它們的寄生效應(yīng)后，實(shí)際性能(包括電路板布局效果)會與仿真結(jié)果略有差別。