每個(gè)應(yīng)用都需要電源，但電源往往是最后才被考慮的事情。工程師可能只是根據(jù)負(fù)載需要和價(jià)格來(lái)選擇電源解決方案。設(shè)計(jì)電源解決方案時(shí)擁有更多信息有助于做出更好選擇，從而改進(jìn)最終產(chǎn)品，并降低成本不菲的返工風(fēng)險(xiǎn)。

例如，選擇電源解決方案時(shí)可能忽略效率問(wèn)題，但效率對(duì)最終產(chǎn)品在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱具有顯著影響。低效率設(shè)計(jì)首先會(huì)消耗更多電能，并且產(chǎn)生更多熱量。而應(yīng)用中很可能已經(jīng)有高耗電FPGA、圖形處理器或MCU。最大限度降低來(lái)自其他來(lái)源（如DC- DC電源轉(zhuǎn)換）的熱量，有助于將整個(gè)系統(tǒng)的熱負(fù)荷控制在最小。另一種常見(jiàn)情況是電池供電的產(chǎn)品，這時(shí)電源效率與電池壽命直接相關(guān)，所以設(shè)計(jì)工程師絕不能忽視它。
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但是，即便提前進(jìn)行計(jì)劃，要找到既能滿(mǎn)足輸入/輸出要求，又能實(shí)現(xiàn)高效率和其他設(shè)計(jì)考慮的器件也非易事。工程師可能要花好幾個(gè)小時(shí)搜索參數(shù)，然后查閱產(chǎn)品數(shù)據(jù)表，以獲得更多信息和效率曲線，從而確定某個(gè)元件是否適合其應(yīng)用。工程師沒(méi)有這么多時(shí)間，但幸運(yùn)的是，有一個(gè)應(yīng)用程序來(lái)幫助完成這個(gè)任務(wù)。

Intersil的PowerCompass?工具可將電源設(shè)計(jì)時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)縮短到幾分鐘。PowerCompass?設(shè)計(jì)工具可根據(jù)用戶(hù)的具體要求推薦合適元件，并提供所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，以便用戶(hù)決定為其應(yīng)用選擇器件，從而簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)過(guò)程。

以下5個(gè)簡(jiǎn)單步驟就可以創(chuàng)建一個(gè)定制設(shè)計(jì)，包括從初始定義到參考設(shè)計(jì)原理圖和物料清單（BOM）。另外，請(qǐng)注意這個(gè)工具有兩個(gè)版本，一個(gè)是在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中運(yùn)行的在線應(yīng)用版本，另一個(gè)是離線Excel版本。

第1步. 為系統(tǒng)定義要求

在下面圖1的例子中，左邊的內(nèi)容是電源要求，右邊內(nèi)容說(shuō)明如何將這些要求輸入PowerCompass工具。簡(jiǎn)單易懂的GUI（圖形用戶(hù)界面）使得輸入要求如同將其記在紙上一樣簡(jiǎn)單。請(qǐng)注意，雖然始終可以選擇手動(dòng)方式輸入要求，但也可以利用250多個(gè)預(yù)置設(shè)計(jì)模板和Xilinx FPGA功率估算器導(dǎo)入功能，加快這個(gè)過(guò)程。

圖1. 把電源要求輸入PowerCompass?工具

第2步. 創(chuàng)建兼容元件列表

單擊“Find Solutions”（查找解決方案）按鈕前，在離線版本中可為設(shè)計(jì)設(shè)置一些具體要求，例如：模擬還是數(shù)字，或分立器件還是全電源模塊解決方案。對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用，可選擇只顯示通過(guò)AEC-Q100認(rèn)證的元件。默認(rèn)情況下，滿(mǎn)足用戶(hù)基本要求的元件按價(jià)格順序顯示，但可以改變解決方案的顯示順序，以反映用戶(hù)的設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮事項(xiàng)，如最小封裝、最低IQ、最小占位面積等。解決方案過(guò)濾功能允許將此類(lèi)要求放在下一步生成的元件列表上。

第3步. 選擇感興趣的元件

單擊“Find Solutions”（查找解決方案）按鈕后，PowerCompass工具會(huì)生成滿(mǎn)足第1和第2步要求的元件的列表，如圖2所示。另外還會(huì)顯示滿(mǎn)載條件下的預(yù)估效率，以及有助于決定初步元件選型的其他信息。帶有原理圖圖標(biāo)或藍(lán)色高亮復(fù)選框的元件號(hào)，能夠在最后一步生成參考設(shè)計(jì)原理圖。在下面的例子中，已經(jīng)為每個(gè)輸出選擇了多個(gè)不同器件，另外還要為每個(gè)輸出仔細(xì)選擇幾個(gè)不同的器件拓?fù)湟赃M(jìn)行比較。在選定所有感興趣元件后，單擊“Perform Summary Analysis on selected parts below”（對(duì)下面的選定元件進(jìn)行綜合分析）按鈕。

圖2. PowerCompass工具中的元件列表

第4步. 查看器件數(shù)據(jù)并縮小篩選范圍

上一步中的系統(tǒng)分析完成后，PowerCompass工具現(xiàn)在以圖3所示的詳細(xì)視圖顯示所選元件。這有助于對(duì)器件進(jìn)行更深入的分析，以便做出最佳選擇。該視圖不僅顯示了各項(xiàng)輸出器件詳情，而且隨著添加器件，還會(huì)顯示整體系統(tǒng)效率、功率損耗以及與器件結(jié)溫有關(guān)的熱性能信息。每個(gè)輸出都有針對(duì)輕負(fù)載、典型負(fù)載和最大負(fù)載要求的調(diào)整率。默認(rèn)情況下，這些調(diào)整率設(shè)置為該輸出的最大限定電流的10%、50%和100%。對(duì)這些滑動(dòng)條的調(diào)整會(huì)影響頂部總結(jié)區(qū)域顯示的總體系統(tǒng)效率。

圖3. PowerCompass工具中的詳細(xì)產(chǎn)品比較儀表盤(pán)

第5步. 生成參考設(shè)計(jì)

對(duì)于基于原理圖的器件，現(xiàn)在一鍵即可生成參考設(shè)計(jì)，只需單擊“Generate Reference Design”（生成參考設(shè)計(jì)）按鈕。原理圖生成過(guò)程只需幾分鐘時(shí)間。過(guò)程結(jié)束后，用戶(hù)會(huì)收到一個(gè)電子郵件，其中包含按照用戶(hù)的具體設(shè)計(jì)要求而連接和預(yù)配置的全套多頁(yè)原理圖。如圖4所示，除這些原理圖外還有一份完整物料清單（BOM），用來(lái)幫助簡(jiǎn)化和加快設(shè)計(jì)任務(wù)。

圖4. 全套原理圖和BOM

以后再也不用為在最后關(guān)頭尋找合適元件頭疼了。借助PowerCompass工具，從初始要求到原理圖生成的整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單明了，就好比有一位對(duì)器件在系統(tǒng)中的性能了如指掌的應(yīng)用工程師在你身邊。請(qǐng)?jiān)L問(wèn) ，花五分鐘時(shí)間進(jìn)行試用和了解，并將您的反饋發(fā)送到作者郵箱 rjohns03@intersil.com 。

關(guān)于作者

Ron Johnson是瑞薩電子株式會(huì)社子公司Intersil的管理應(yīng)用工程師（Staff Applications Engineer），他擁有28年半導(dǎo)體從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，過(guò)去11年供職于Intersil的Central Applications客戶(hù)支持團(tuán)隊(duì)。他是PowerCompass? Excel工具的主要開(kāi)發(fā)者。