十多年來，德州儀器 （TI） 的 Power Stage Designer? 工具一直是一款出色的設(shè)計(jì)工具，可協(xié)助電氣工程師計(jì)算不同電源拓?fù)涞碾娏骱碗妷?。我認(rèn)為，利用這款工具可以輕松開始全新的電源設(shè)計(jì)，因?yàn)樗梢詫?shí)時執(zhí)行各種計(jì)算，并為您提供直接反饋。

　　我們最新版本的 Power Stage Designer 在其現(xiàn)有功能集之上添加了一個新拓?fù)浜蛢蓚€新的設(shè)計(jì)功能，可幫助您進(jìn)一步縮短開發(fā)電源的設(shè)計(jì)時間。

　　新工具包含場效應(yīng)晶體管 （FET） 損耗計(jì)算器、并聯(lián)電容器的電流共享計(jì)算器、交流/直流電源大容量電容器計(jì)算器、用于抑制整流器振鈴效應(yīng)的電阻器-電容器 （RC） 緩沖器計(jì)算器、反激式轉(zhuǎn)換器的電阻器-電容器-二極管 （RCD） 緩沖器計(jì)算器、輸出電壓電阻分壓器計(jì)算器、動態(tài)模擬和數(shù)字輸出電壓調(diào)節(jié)計(jì)算器、單位轉(zhuǎn)換器、用于環(huán)路補(bǔ)償?shù)牟ㄌ貓D繪圖工具、負(fù)載階躍計(jì)算器以及濾波器設(shè)計(jì)器。讓我們來詳細(xì)地了解一下這 13 個特性。

　　第 1 個：FET 損耗計(jì)算器

　　使用此工具，您可以輕松比較作為主開關(guān)或同步整流器運(yùn)行的不同 FET。最小、最大和均方根 （RMS） 電流值、FET 漏源電壓和開關(guān)頻率將從所選拓?fù)浯翱趥鬏?。在您為主開關(guān)和同步整流器選擇了適用的 MOSFET 后，該工具還可以幫助您評估同步轉(zhuǎn)換器的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 （MOSFET） 總損耗。圖 1 顯示了 FET 損耗計(jì)算器窗口。

　　圖 1：FET 損耗計(jì)算器窗口

　　第 2 個：電流共享計(jì)算器

　　當(dāng)在電源轉(zhuǎn)換器的輸入或輸出端并聯(lián)不同種類的電容器時，電容器會產(chǎn)生不同的 RMS 電流值，這取決于它們的阻抗。借助 Power Stage Designer，您可以根據(jù)一次諧波阻抗模型估算最多三個并聯(lián)電容器的電流應(yīng)力。

　　第 3 個：交流/直流電源大容量電容器計(jì)算器

　　交流/直流轉(zhuǎn)換器通常在輸入整流器后面布置大容量電容器，以便為功率級和電源管理控制器提供準(zhǔn)恒定的輸入電壓。Power Stage Designer 將根據(jù)不同的輸入?yún)?shù)建議大容量電容值。

　　第 4 個：整流器 RC 緩沖器計(jì)算器

　　如果您需要通過電磁干擾 （EMI） 測試，電源中整流器的振鈴效應(yīng)可能是一個主要問題。有多種方法可以解決這個問題，其中，實(shí)施 RC 緩沖器網(wǎng)絡(luò)是一種簡單的解決方案，可讓您避免重新設(shè)計(jì)印刷電路板 （PCB） 布局。我們的工具可讓您輕松確定 RC 緩沖器網(wǎng)絡(luò)的起始值。

　　第 5 個：反激式轉(zhuǎn)換器 RCD 緩沖器計(jì)算器

　　由于變壓器漏電感等寄生效應(yīng)，反激式轉(zhuǎn)換器可能會在開關(guān)節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)電壓過沖和振鈴。減少振鈴和實(shí)現(xiàn)過沖阻尼的最簡單方法是實(shí)施與反激式轉(zhuǎn)換器初級電感并聯(lián)的 RCD 緩沖器電路。Power Stage Designer 可以幫助您選擇緩沖器電阻器和電容器的起始值。

　　第 6 個：面向輸出電壓的電阻分壓器計(jì)算器

　　現(xiàn)在可以根據(jù)輸出電壓、基準(zhǔn)電壓以及高側(cè)或低側(cè)電阻（包括容差）輕松計(jì)算電源的輸出電壓反饋分頻器。

　　第 7 個：動態(tài)模擬輸出電壓調(diào)節(jié)計(jì)算器

　　對于某些應(yīng)用，電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓需要在特定輸出電壓范圍內(nèi)可調(diào)。您可以通過將第三個電阻的可變模擬輸出電壓饋送到輸出電壓電阻分壓器來實(shí)現(xiàn)此目的。Power Stage Designer 可幫助您根據(jù)所選的輸出電壓范圍、最大調(diào)節(jié)電壓、基準(zhǔn)電壓和頂部反饋電阻找到所需的電阻值。

　　第 8 個：動態(tài)數(shù)字輸出電壓調(diào)節(jié)計(jì)算器

　　還可以通過將多個電阻器/信號 MOSFET 組合與低側(cè)反饋電阻器并聯(lián)來調(diào)整電源的輸出電壓。通過使用微控制器啟用和禁用 MOSFET，就好像您已經(jīng)為電源“編程”了不同的輸出電壓。Power Stage Designer 將幫助您選擇反饋電路的電阻值。

　　第 9 個：單位轉(zhuǎn)換器

　　Power Stage Designer 包含一個小助手，可轉(zhuǎn)換不同的電源參數(shù)，例如將增益轉(zhuǎn)換為因數(shù)或?qū)⒂⒅妻D(zhuǎn)換為國際單位制，反之亦然。

　　第 10 個：環(huán)路計(jì)算器

　　環(huán)路計(jì)算器會顯示電壓模式控制降壓的開環(huán)和閉環(huán)傳遞函數(shù)的波特圖，以及五種不同的電流模式控制拓?fù)洌航祲?、升壓、反相降?升壓、正向和反激。您可以使用五個不同的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來關(guān)閉環(huán)路。圖 2 展示了 Power Stage Designer 環(huán)路計(jì)算器窗口。

　　圖 2：Power Stage Designer 環(huán)路計(jì)算器窗口

　　第 11 個：負(fù)載階躍計(jì)算器

　　使用負(fù)載階躍計(jì)算器，您可以確定電壓模式和電流模式控制轉(zhuǎn)換器所需的最小輸出電容，從而滿足輸出電壓的穩(wěn)壓要求。將此工具與利用內(nèi)部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的器件一起使用時要注意，選擇外部元件的自由度受限于這些類型的器件。

　　第 12 個：濾波器設(shè)計(jì)器

　　濾波器設(shè)計(jì)器可幫助您為電源設(shè)計(jì)適當(dāng)阻尼的差模 π 型濾波器。該工具不僅顯示濾波器和阻尼網(wǎng)絡(luò)的波特圖，還顯示無阻尼和阻尼濾波器阻抗的圖表。有了這些信息，就可以同時確定濾波器是否為您選擇的阻尼元件提供了足夠的信號衰減和穩(wěn)定性。濾波器設(shè)計(jì)器將提供一個良好的起點(diǎn)，但為了滿足成品 PCB 的 EMI 規(guī)格，PCB 布局和元件寄生等因素將對濾波器的最終性能產(chǎn)生重大影響。

　　第 13 個：新拓?fù)?/p>

　　我們的 Power Stage Designer 工具總共支持 21 種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括四種全新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

　　·串聯(lián)電容降壓轉(zhuǎn)換器

　　·準(zhǔn)諧振/調(diào)頻反激式轉(zhuǎn)換器

　　·電感器-電感器-電容器 （LLC） 半橋轉(zhuǎn)換器

　　·電感器-電感器-電容器 （LLC） 全橋轉(zhuǎn)換器。請參見圖 3。

　　圖 3：LLC 全橋轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浯翱?/p>

　　Power Stage Designer 可簡化電源設(shè)計(jì)人員的工作。

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