在线工程工具，你的额外资源(06-100)

　　引言

　　市场压力要求在更短的研发周期内推出新一代的各类产品，而耽误进入市场的结果会导致丢失机会和市场份额。由于不断地采用更小的形状因数、更高的性能，以及更快的频率速度来改变处理器单元，负载点功率管理电路经历了短的产品生存周期。系统工程师不再把电源设计当作一个与整个系统构造相分开的实体。在早期的设计努力过程中没有考虑集成功率从而导致过度的资源浪费，并且在后期也要求大量的产品修改和检查。为了利用分布式功率架构日益增长的功率密度、效率、灵活性，系统设计者必须同时对他们产品的最佳电性能，综合和可靠性设计进行电源考虑。

　　随着现代设计变得越来越复杂并且专业化，电源设计仿真工具的需求继续在增长。 在电路仿真工具可用之前，工程师必须手工进行费时的计算，然后花费很多的时间来建立原型，并且用一个迭代的过程把计算的结果与实验室测量数据进行比较。结果，紧迫的设计期限经常使得很多工程师在原先的设计上增加修改，这与使用最新技术的新设计作比较显得非常不利。

　　功率电子在线设计工具提供各种各样的方法来帮助电路设计者完成他们的工程。一些是针对减少工程的前期工作，通过聚焦在IC 和拓扑的比较和选择上面；其它是为已制定的电路图提供仿真支持。最好的话，设计工具在整个设计周期中为设计工程师提供支持。
　　
　　完美的解决方案方法

　　国际整流器公司的myPOWER 在线设计中心提供了一种基于解决方案的方法来简化并且加快用于低功率系统的功率管理电路的设计。设计中心包含了一个已经过测试的和具有一定特性参考设计的库，使用仔细选择的功率半导体、无源元件和电感用于具体的功率等级，并且尽可能完善PCB 布局，从而得到可预测的电和热性能。与典型的评估板对比，这些参考设计尽可能地反映实际电路，为复杂的问题例如电路板布局，热设计和器件交互的优化提供有意义的结果。所有IR的在线工具都是可免费得到的。

　　使用设计者的工作参数，热条件和特色要求，设计工具能够计算电路中的损耗并且能精确地估计在给定的PCB 布局、气流和环境温度的关键元件的结温度。对于库中所有合适的参考设计来说，这一系列的计算都会重复。能产生最好结果的设计与计算的效率、结温度、PCB布局和材料清单费用会一起显示出来。然后设计者能比较所有的数据并且选择一个正确的解决办法满足设计目标。

　　推荐的解决方案

　　每一个用户的要求，所有的元件包括有源和磁性的，都经过了优化。

　　这些POWIR+参考设计中的每一个用一整套在线仿真工具都可得到。仿真能力包括小信号和大信号分析，开关波形和所有器件的性能分析。仿真工具会为设计者提供完全的带有完整的原料清单的电路图，包括制造商的型号和估价。电路图是交互式的并且能够采用可替换元件库预加载，从而允许设计者按需要进行设计。

　　通过在订购原型演示板之前检验元件的应力，元件值和电路连通性，Simplorer的功率仿真结果节省了时间。相对于替换元件并且手工重新焊接它们花费的时间来说，所有值可以在秒级别内改变和进行估计。当定制标准的参考设计，用户调整系统级输入来达到主要性能准则例如电效率，功率损耗，结温度，尺寸以及材料清单费用的折中。一旦完成，电路可以立即重新仿真。这给工程师很多方便来做很多设计迭代而不需要用于改变器件的时间和费用。当设计者已经证实了所选择的参考设计能满足他的要求时，他能够进行下一步的测试工作，因为他对这个设计将能够工作以及所测量的结果将与在线工具提供的计算相关有把握。

　　IR的设计支持团队以基于解决方案的方法作为完整的循环，通过提供参考设计板装配到在线用户的定制要求中。在规格方面每个定制板都进行了建立和测试，并且与所有必需的设计文件一起封装来考虑虚"剪切和粘贴"到嵌入式应用中，这些完全经过测试的定制参考设计工具包将证实在线的结果并且允许设计者开始系统级的测试。这对于一位工程师从得到一个问题到获得一个已测试的解决方案来说是一种非常快速且便宜的方式。

　　电路设计自动化

　　很多具体应用的IC用于工作在一定的电路中，这些电路包含很多IC 数据手册中的大量应用指南所定义的有源和无源器件。对于设计者来说，这些文档中包括的专门技术是一种很有价值的资源，但是仍然需要花费几个小时或者几天来完成所有的计算并且让计算的价值与可用元件匹配。这项令人生畏的任务足够是一个障碍阻止使用新拓扑，新拓扑有着一条相关的学习曲线。在这类电路中，在线设计工能够进行所有必要的计算，这对于设计者来说是一种重要的节时器。

　　国际整流器公司的单周控制功率因数校正设计工具是一个电路设计自动化的例子，它是myPOWER在线设计中心(http://mypower.irf.com)的一部分。这个工具从基本的电路图开始，然后允许设计者指定必需的所有输入和输出参数来计算无源元件的值。通过单击，这使得手工计算的几小时缩成几秒，并且允许工程师移到分析波国际整流器公司的单周控制功率因数校正设计工具是一个电路设计自动化的例子，它是myPOWER在线设计中心(http://mypower.irf.com)的一部分。这个工具从基本的电路图开始，然后允许设计者指定必需的所有输入和输出参数来计算无源元件的值。通过单击，这使得手工计算的几小时缩成几秒，并且允许工程师移到分析波形和优化设计的重要任务中来满足他们的要求。

　　自动化的分析结果是一张完整的材料清单和一个带有详细电路性能输出条件的列表。这个工具也产生图来显示交流输入的谐波失真，输出纹波电压，总环路响应和差分放大响应。在设计者的笔记本里所有数据都在一个.pdf文件里显示出来以作总结。

　　最后，这个在线工具提供给工程师所需要的信息来设计高密度、廉价的PFC控制电路，这个电路在现有的电源应用，替换了老的连续导通模式PFC电路，而不需要在反复测试的工作上花太多宝贵的时间。

　　结语

　　对于工程师来说，剪切和粘贴一个已被证明的设计是最简单的方法来设计一个新系统的功率级。令人遗憾的是，老一代的功率设计可能无法满足新一代系统的要求，并且它们没有利用能改善性能的最新的、改进的IC和开关元件。当然，新设计可以按老式的制作方法来产生，通过一个迭代的过程建立原型和测试，但是对于在数字方面较有专门技术的工程师或者没有很多额外时间的蚂蚁工程师来说，那将是一项棘手的任务。通过允许工程师确定并纠正问题而不需要在工作台上构造原型，仿真是一种好方法来加速设计过程。可是，好的仿真程序是昂贵的，并且对于不熟悉软件或者电路的一位工程师来说，准备一个好模型是非常费时的。最后，原型仍然是需要的，因为大多数仿真的精确度还没有足够好来获得一种设计。

　　设计工具与全球可达因特网媒介的互相促进提供了快速电路设计和原型构造的强有力的结合。由于日益增长的现代电子设计的复杂性和费用的原因，仿真工具的需求近年来也在增长。今天的设计工程师需要使用最新的技术来设计功率变换设备，这种设备较之之前认为可能的设备更为小些和更有效率。国际整流器公司提供的在线仿真和实现方法不仅是一个大大节约时间的工具，而且保证那是一个有着工作原型和测试数据支撑的坚固设计。通过结合高速仿真、成熟的设计平台、完全集成的和已测试的参考设计电路板，设计工程师为早期发展过程中的价值工程提供一个明智的端到端的设计解决办法。