在電源開發(fā)領(lǐng)域，電源架構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化至關(guān)重要。然而，與計(jì)算和仿真工具相比，電源架構(gòu)的設(shè)計(jì)工具并未得到廣泛使用。實(shí)際上，這些工具在電路電源系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中起著舉足輕重的作用，作為電源開發(fā)流程的初始環(huán)節(jié)，它們?yōu)閯?chuàng)建出色的電源架構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。

ADI 公司為電源開發(fā)提供了豐富的工具。其中，的仿真工具 LTspice? 可對(duì)電源轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行仿真，它能夠模擬不同的電壓和電流波形，有助于完善電路設(shè)計(jì)，使其更貼合特定要求。例如，在設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的電源轉(zhuǎn)換電路時(shí)，通過(guò) LTspice 可以模擬出各種情況下的電壓和電流變化，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題并進(jìn)行優(yōu)化。

此外，還有 LTpowerCAD? 等計(jì)算工具。與 LTspice 不同，LTpowerCAD 主要用于計(jì)算而非仿真。它可以考慮多個(gè)規(guī)格參數(shù)，如輸入電壓范圍、輸出電壓、負(fù)載電流、輸出電壓紋波等，通過(guò)這些參數(shù)計(jì)算和優(yōu)化電路，進(jìn)而選擇合適的電源轉(zhuǎn)換器 IC，并給出外部無(wú)源元件的建議。通常在使用 LTspice 進(jìn)行電路仿真前，可先使用 LTpowerCAD 等工具進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化，這樣能提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。

電源開發(fā)的另一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)是定義電源架構(gòu)或創(chuàng)建電源樹。完整的系統(tǒng)電源通常需要多個(gè)電源轉(zhuǎn)換器，且往往需要多個(gè)不同的電壓。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，有多種方法可供選擇。ADI 的 LTpowerPlanner ? 就是一款強(qiáng)大的電源架構(gòu)工具，它可以計(jì)算并清晰表示架構(gòu)之間的差異。

圖 1 展示了使用 LTpowerPlanner 創(chuàng)建的電源架構(gòu)，該架構(gòu)以 24 V 輸入為基礎(chǔ)，可生成多個(gè)電源電壓和電流。用戶可以輕松添加不同模塊，并通過(guò)連接線路進(jìn)行關(guān)聯(lián)。點(diǎn)擊其中一個(gè)模塊，還能定義相應(yīng)電源轉(zhuǎn)換的效率。完成這些輸入后，LTpowerPlanner 可以對(duì)完整的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算。如圖 1 所示架構(gòu)的總體效率為 91.6%。

借助 LTpowerPlanner 等架構(gòu)工具，用戶可以比較不同的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)。圖 2 所示的解決方案與圖 1 規(guī)格相同，但結(jié)構(gòu)不同。在圖 2 中，使用線性穩(wěn)壓器 (LDO) 從 2.8 V 電源軌生成 1.2 V 電源軌，這種采用線性穩(wěn)壓器的解決方案比圖 1 中的轉(zhuǎn)換器 4 更加經(jīng)濟(jì)高效。同時(shí)，圖 2 中 3.3 V 電壓不是直接從 24 V 產(chǎn)生的，而是使用轉(zhuǎn)換器 2 從 5 V 直流鏈路電壓產(chǎn)生的。圖 2 所示架構(gòu)的總體效率僅為 86.3%，比圖 1 中的解決方案低 5.3%。

在決定哪個(gè)架構(gòu)時(shí)，需要綜合比較各個(gè)解決方案的成本、尺寸以及整個(gè)架構(gòu)的效率。如果沒(méi)有 LTpowerPlanner 這樣的規(guī)劃工具，將很難權(quán)衡這些考量因素。

LTpowerPlanner 既可用作創(chuàng)建電源架構(gòu)的獨(dú)立工具，也可在 LTpowerCAD 中找到，還能從 ADI 網(wǎng)站。用戶點(diǎn)擊藍(lán)色字段 “System Design”，即可訪問(wèn) LTpowerPlanner。該工具旨在清晰簡(jiǎn)要地展示不同的電源架構(gòu)，其內(nèi)置的計(jì)算功能可用于確定哪種架構(gòu)具有效率上的優(yōu)勢(shì)。