LTpowerPlanner設(shè)計(jì)工具大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)任務(wù)

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(fù)載供電。選擇或設(shè)計(jì)每個(gè)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(jì)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(shí)系統(tǒng)級(jí)電源優(yōu)化并非易事。直觀的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具可滿足這一需求。

LTpowerPlanner程序是系統(tǒng)級(jí)電源樹設(shè)計(jì)工具，可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員規(guī)劃、設(shè)計(jì)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(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)行系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化

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

開始使用LTpowerPlanner設(shè)計(jì)工具時(shí)，可以遵循以下三個(gè)基本步驟。

第1步繪制系統(tǒng)電源樹

圖1.點(diǎn)擊"System Design"圖標(biāo)打開LTpowerPlanner工具

圖2顯示了一個(gè)使用LTpowerPlanner工具繪制簡(jiǎn)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(fù)載器件。電源器件僅有輸出端子，而負(fù)載器件僅有輸入端子。每個(gè)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(gè)輸出軌，代表多通道電源。類似地，負(fù)載器件可以有多個(gè)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(rèn)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(gè)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(fù)載電流等。用戶還可以輸入每個(gè)電源轉(zhuǎn)換器的預(yù)期效率和估計(jì)大小以用于系統(tǒng)計(jì)算。

圖2.繪制系統(tǒng)電源樹

第3步運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算

用戶完成電源樹并更新所有關(guān)鍵參數(shù)后，便可運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算。根據(jù)輸入的每個(gè)器件的參數(shù)，程序?qū)⒂?jì)算并在屏幕的"總結(jié)報(bào)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(gè)器件端子還會(huì)顯示其輸入或輸出電壓和電流。每個(gè)轉(zhuǎn)換器的效率和功率損耗顯示在轉(zhuǎn)換器下方。同時(shí)還會(huì)顯示每個(gè)負(fù)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(xì)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(shí)現(xiàn)最優(yōu)系統(tǒng)解決方案。圖5顯示了一個(gè)比較兩個(gè)略微不同的電源樹方案A和B的簡(jiǎn)單示例。對(duì)于此例，LTpowerPlanner工具表明，從方案A到方案B的細(xì)小架構(gòu)調(diào)整可以快速提高系 統(tǒng)效率。

圖4.運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)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(gè)示例。此例顯示了多個(gè)輸出電源轉(zhuǎn)換器和多個(gè)輸入負(fù)載。具有相同電壓的多個(gè)輸出端子 也可以并聯(lián)以實(shí)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(gè)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(jì)工具和LTspice電路仿真工具生成的現(xiàn)有設(shè)計(jì)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(diǎn)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(jì)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(jì)文件。

圖6.FPGA電源樹示例

總之，LTpowerPlanner設(shè)計(jì)工具可以幫助系統(tǒng)工程師以高效和直觀的方式設(shè)計(jì)和優(yōu)化電源管理系統(tǒng)。該工具根據(jù)用戶輸入來計(jì)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(jì)人員可以使用此工具繪制、設(shè)計(jì)、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(jiǎn)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(hào)：亞德諾半導(dǎo)體】