电源工程师设计全攻略(五):电源设计工具

来源:电子发烧友网整理 作者:孔令双2014年07月24日 14:10
[导读] 电源设计过程是一项极为艰难的工作,从对复杂电路的理解到寻求芯片经销商的帮助,没有一件是轻松容易的事情。这篇文章将告诉您几种主流的电源设计工具,利用现有的一些软件和硬件工具,降低电源设计的复杂度,将电源设计真正掌握在自己手中。

  1、SIMetrix/SIMPLIS

  SIMetrix/SIMPLIS美国Transim公司开发的软件包。它包含两个仿真内核-SIMetrix和SIMPLIS,共用一个原理图编辑界面,界面简单,相对更容易掌握。其中SIMetrix是在SPICE和XSPICE基础上开发出来的混合信号电路仿真器,它和其他SPICE类仿真软件类似,可以精确分析电路元件工作的暂态过程。SIMPLIS是以状态空间法为基础的仿真内核,它的元器件采用分段线性的建模方式,运算效率很高,仿真速度是一般SPICE类仿真软件的10到50倍。并可以直接进行开关电源的小信号分析。适合于电源系统分析,设计和优化。

SIMetrix
SIMetrix设计界面

  SIMetrix SPICE本质上和PSpice等仿真软件相似,此外还它还提供了丰富的分析模式,以AC分析为例,标准SPICE只能进行频率扫描,SIMetrix SPICE可以提供5种扫描模式。例如通过对固定频率下的放大器直流输入电压扫描,查看输入偏置及其增益的关系曲线,或进行放大器源电阻噪声扫描分析给出优化值等等。同时可对电路做蒙特卡罗等分析,优化电路性能。

  SIMPLIS是“Simulation For Piecewise Linear System”首字母缩写词。专门为开关电源系统的快速建模仿真而设计。SIMPLIS对非线性器件采用分段线性建模,将一个完整的系统定义为线性电路拓扑的循环序列,以描述开关电源系统中半导体器件的开关特性。因此可以取得很高的速度,同样硬件配置下,其仿真速度比SPICE类软件快10到50倍,这一特点是SIMPLIS在工程应用中尤其是电源行业里与其他仿真软件竞争的优势所在。其缺点在于分段线性模型没有利用非线性方程描述的SPICE模型精确,因此在模拟实际电路波形方面,如开关电流,电压尖刺等开关暂态过程可借助SIMetrix。 SIMPLIS具有两种独有的分析模式,POP(Period Operating Point)分析和AC分析。POP分析是一种快速确定开关电源稳态工作点的算法。在这种分析模式下,电路无需进行较长时间电路启动瞬态仿真,就可快速确定开关系统的稳态工作点。它比通常意义上的瞬态仿真快100倍以上。大幅缩短了仿真时间。 SIMPLIS另一个非常突出的特点是可直接对开关电源进行小信号分析。我们知道传统的静态频率扫描方法并不适用于开关电路。通常设计人员需要再次解析开关电源的状态方程建立平均模型,建模难度较大,要求工程设计人员具备较好的拓扑分析和控制理论基础。SIMPLIS的AC分析不需要获得平均模型即可得到频域响应,它模拟真实硬件电路的扫频测量方法。在创建好的原理图中加入AC扰动源即可进行小信号分析。其分析过程可简单描述为首先开始POP分析,计算出系统的稳态工作点,然后进行小信号扫描,得出所需频域曲线。

  2、PI Expert Suite

  PI Expert 是PI公司推出的一款用于单片开关电源的计算机辅助设计软件,也称为PI Expert专家系统,目前的版本是9.0。它能根据设计人员的要求,在输入了一系列威廉希尔官方网站 指标以后,自动生成电路拓扑、设计结果、材料清单、PCB布局、变压器参数和结构等。在1-5分钟内,就可以完成一款单片开关电源的设计工作。目前支持的单片IC有以下六大类:

  TOPSwitch-GX PeakSwitch TinySwitch-II TinySwitch-III DPA-Switch

电源设计

  LinkSwitch-II PI Expert Suite 9.0。新版软件现在增加了对其LinkSwitch™-PL和LinkSwitch-PH LED驱动器IC以及近期推出的TinySwitch™-4离线式开关IC产品系列的设计支持。V9.0还附带一款增强的电路原理图处理工具,借助这个工具,设计师可将自动生成的电路原理布局图所创建的最终BOM上传至选定、可满足设计需求的领先分销商。

  PI Expert:是自动化的图形用户界面(GUI)程序,它可以根据用户的电源规格参数,自动生成围绕Power Integrations某一IC产品系列的电源转换方案。PI Expert可提供构建和测试工作原型所需的所有必要信息。这些信息包括完整的交互式电路原理图、物料清单(BOM)、电路板布局建议以及详细的电气参数表。PI Expert还可提供完整的变压器设计,包括磁芯尺寸、线圈圈数、适当的线材规格以及每个绕组所用的并绕线数。此外,还可生成详细的绕组机械装配说明。该程序可以将设计时间从数天缩短至几分钟。

  · PI Xls Designer:PI Xls Designer是基于设计表格的应用程序,能让电源设计师在设计过程中获得更多的控制。同时,也提供包括详细的绕组机械装配说明在内的变压器构建支持。 PI Xls Designer根据您提供的有关输入、输出以及其他所有必需的设计规格来执行所有必要的计算,以设计和评估采用Power Integrations的IC的电源转换方案。

12下一页全文

本文导航

  • 第 1 页:电源工程师设计全攻略(五):电源设计工具
  • 第 2 页:webench & SwitcherPro
发表评论

elecfans网友

分享到:

用户评论(0

推荐阅读

每月人物

依托AI平台,涂鸦智能开启全屋智能2.0时代!

依托AI平台,涂鸦智能开启全屋智能2.0时代!
随着物联网威廉希尔官方网站 的突飞猛进,生活中越来越多的家庭设备将会联上网络,变得“智慧”起来,智慧家庭的概念成了这几年媒体、企业、用户关注的焦点,而...

发力IoT边缘智能服务,研华以平台服务与边缘智能计算打开物联网应用之门

发力IoT边缘智能服务,研华以平台服务与边缘智能计算打开物联网
研华IoT嵌入式平台事业群总经理许杰弘表示,工业物联网 2009年就开始提出,至今缺乏临门一脚,现在是打开大门的时候了。研华WISE-PaaS物智联软件平台和...

每周排行

  • 型 号
  • 产品描述