使用Power Stage Designer Tool提高開關電源設計效率

我們是否曾經(jīng)多次進行相同的計算？作為一名電氣/電子工程師，我很確定你有。如果我們手動進行計算，可能會非常乏味且非常耗時。在設計電源管理電路時，我們可以更改很多參數(shù)并從各種拓撲結構中進行選擇，這會增加重復計算量。

全新的 Power Stage Designer Tool 4.0 通過根據(jù)用戶輸入計算 20 種拓撲的電壓和電流，可幫助工程師加快電源設計過程。在圖 1 中，我們可以看到支持的拓撲。輸入輸入后無需等待結果 - 因為我們必須使用模擬 - 因為該工具基于方程，假設完美耦合并僅考慮二極管損耗。這意味著我們應該選擇具有合理余量的組件，以便寄生效應引起的振鈴或尖峰等影響不會對最終設計造成任何損害。

該工具還顯示功率級所有重要組件的波形。如果我們還不熟悉拓撲，Power Stage Designer 還可以幫助我們了解其操作模式。ti官方開發(fā)的開關電源功率級設計器，可以幫助工程師更快選取開關電源的拓撲，也有助于加深轉換器中電壓和電流的理解。不論是Buck、Boost，反激、半橋、全橋、溫伯格，軟件都有涵蓋。該工具可以計算 14 種拓撲在連續(xù)導通模式 (CCM) 和非連續(xù)導通模式 (DCM) 下的結果和波形。同步降壓、溫伯格和相移全橋拓撲僅在 CCM 中可用。

圖1 ：Power Stage Designer 3.0 的拓撲概覽

圖 2 顯示了以 Zeta 轉換器主窗口為例的主窗口中可用的信息。

圖 2：Zeta 轉換器主窗口

通過單擊原理圖中的符號，我們可以單獨查看每個組件的電流和電壓、均方根 (RMS) 電流、交流電 (AC) 和波形的峰值。此信息（如圖 3 中 Zeta 轉換器的 L2 所示）使我們能夠為我們的設計選擇適當?shù)钠骷~定值和組件數(shù)量。畢竟，我們選擇的組件需要能夠在所有指定條件下承受電流和電壓應力。圖形窗口中的滑塊使我們能夠在整個輸入電壓范圍內更改輸入電壓。計算獨立于特定控制器，這使我們可以靈活地首先評估不同的拓撲。因此，我們將獲得一個很好的概覽，而無需在設計階段開始時深入研究數(shù)據(jù)表。當然，在選擇了拓撲和控制器/轉換器之后，我們必須確保我們的輸入不違反某些集成電路 (IC) 限制，例如最小開啟時間、關閉時間或最大占空比。

圖 3：Zeta 轉換器 L2 的圖形窗口

當我們對設計感到滿意并希望保留參數(shù)時，我們可以將設置保存在文件中，并在需要時再次加載。另一種選擇是在 TI 的網(wǎng)站上搜索已構建和測試的 TIDesign，它們可能符合我們的規(guī)范?；蛘咧皇菍⒃O計參數(shù)傳輸?shù)?/span> WEBENCH® 設計中心，我們可以在其中查找控制器/轉換器并優(yōu)化我們的設計。

Power Stage Designer 還包含波特圖繪圖工具和具有各種功能的工具箱，可更輕松地進行電源設計。所有計算都是實時執(zhí)行的，因此，這款工具可更快地開始新的電源設計。

拓撲窗口 – 根據(jù)輸入?yún)?shù)提供拓撲信息和元件波形

FET 損耗計算器 – 比較不同 FET 的性能

電容器電流共享計算器 – 顯示如何在并聯(lián)電容器之間分配 RMS 電流

面向交流/直流電源的大容量電容器計算器 – 有助于為交流/直流電源選擇合適的大容量電容

面向整流器的 RC 緩沖器計算器 – 有助于選擇合適的 RC 緩沖器值，以消減整流器的振鈴效應

面向反激式轉換器的 RCD 緩沖器計算器 – 有助于消減反激式轉換器中的開關節(jié)點振鈴效應

面向輸出電壓的電阻分壓器計算器 – 計算輸出的反饋電阻分壓器

動態(tài)模擬輸出電壓調節(jié)計算器 – 為輸出的反饋網(wǎng)絡提供電阻值，從而調節(jié)輸出電壓

動態(tài)數(shù)字輸出電壓調節(jié)計算器 – 為輸出的反饋網(wǎng)絡提供電阻值，從而調節(jié)輸出電壓

單元轉換器 – 轉換與電源有關的不同單元

環(huán)路計算器 – 有助于確定不同拓撲的補償網(wǎng)