LTpowerCAD II: Ein Design-Tool für Schaltnetzteile

**Transkribierter Text**

Hallo, mein Name ist Sam Young und ich bin Applications Engineer für Power Products bei Analog Devices' Power by Linear. Heute möchte ich Ihnen das LTpowerCAD-Design-Tool vorstellen, ein leistungsstarkes Werkzeug, das Ihnen bei der Entwicklung von Anwendungsschaltungen mit den Mikromodulen und monolithischen DC-DC-Reglerprodukten von Analog Devices' Power by Linear hilft.

Das Entwerfen von Schaltnetzteilen kann oft eine Herausforderung sein und zeitaufwändig, insbesondere für weniger erfahrene Ingenieure. Aber selbst für erfahrene Ingenieure ist ein zeitintensiver Prozess zur Anpassung von Komponentenwerten und wiederholten Berechnungen zu erwarten. Darüber hinaus sind Aspekte wie eine korrekte Regelkreiskompensation und eine geringe Transientenleistung selbst bei den in den Datenblättern verfügbaren Spezifikationen und Richtlinien im Allgemeinen nicht einfach abzuschätzen.

Das LTpowerCAD-Design-Tool vereinfacht diese Aufgabe für Sie. Es bietet Ihnen wichtige Leistungsschätzungen, die Sie benötigen, um Ihr Design zu optimieren. Dieses leistungsstarke Tool führt Sie durch den gesamten Designprozess, von der Optimierung der Leistungsstufe bis hin zur Rückkopplungsschleife, um Ihre Designzeit und Ihren Aufwand zu reduzieren.

LTpowerCAD ist ein Microsoft Excel-basiertes Programm mit einer benutzerfreundlichen schematischen Benutzeroberfläche. Sie können es kostenlos von der Website „Power by Linear“ von Analog Devices unter www.analog.com herunterladen. Es hilft Ihnen, die passenden LTC-Produkte für Ihre Anwendungsanforderungen auszuwählen, gibt Empfehlungen für Werte von Leistungskomponenten mit Parameterwarnungen und Leistungsberechnungen, die auf Ihre Lieferantenanforderungen zugeschnitten sind.

Schleifenverstärkung und niedrige Transientenleistungsabschätzungen, die auf Prüfständen verifiziert wurden, sind ebenfalls enthalten, um Ihr Design zu vervollständigen. Und schließlich kann die Anwendungsschaltung für Echtzeit-Simulationen mit dem LTspice Simulator von Analog Devices' Power by Linear genutzt werden.

Darüber hinaus bietet das Tool viele Design-Referenzfunktionen, einschließlich einer integrierten Komponentbibliothek für Leistungselektronik, Layout-Referenzen und einer Designzusammenfassung, die die Gesamtkosten, die Lösungsgröße und eine Spannungsanalyse Ihres endgültigen Designs detailliert darstellt. Werfen wir einen Blick auf ein kurzes Beispiel, um den Designablauf des LTpowerCAD-Tools und einige der Hauptfunktionen, die dieses leistungsstarke Tool bietet, zu verstehen. In diesem Beispiel benötigen wir eine Versorgung, um eine Ausgangsspannung von 1,5 Volt bei 10 Ampere aus einer nominalen Eingangsleistung von 12 Volt zu unterstützen.

Für diese beliebte Anwendung sehen wir, dass es ziemlich viele Komponenten zur Auswahl gibt. Wählen wir eine Controller-Komponente und entscheiden uns für den LTC3851A-Abwärtsregler. Alle unsere gewünschten Parameter, die eingegeben wurden, werden automatisch in unser Design übernommen. Diese Werte können weiterhin angepasst werden, indem die Werte in den blauen Zellen neu geschrieben werden.

Gelbe Zellen enthalten Referenzwerte in berechneten Werten, die spezifisch für das Teil sind. LTpowerCAD ist mit einer benutzerfreundlichen schematischen Oberfläche gestaltet. Gelbe Zellen enthalten berechnete Werte, die auf unseren Parameter- und Komponentenwahl basieren. Blaue Zellen ermöglichen es Ihnen, Ihre Komponentenauswahl anzupassen. In diesem Beispiel hat das Design-Tool bereits Ihren Eingang-RMS-Strom, Induktorrippelstrom, Ausgangsrippelspannung, Feedback-Spannungseinstellwiderstand usw. berechnet.

Wenn ein unerwünschter Wert eingegeben wird, erscheinen rote Warnungen, die auf unangemessene Bauteilwerte hinweisen. So können Sie feststellen, ob diese Ihre Anwendungsanforderungen und die Spezifikationen der externen Komponenten, die Sie verwenden möchten, erfüllen. Zum Beispiel, wenn Ihre Anforderungen an die Ausgangsspannungs-Welligkeit noch nicht erfüllt sind, können Sie Ihre Designparameter jederzeit entsprechend anpassen.

Für Ihre spätere Referenz klicken Sie auf Layout-Beispiel anzeigen, um eine empfohlene Anordnung der Stromversorgungssektion für die obere Ebene Ihrer Leiterplatte zu sehen. Auf der Registerkarte Verlustschätzung und -aufteilung schätzt das Programm die Effizienz sowie die Verlustaufteilung für die verschiedenen Verlustquellen Ihres Designs.

Jede Komponentenbibliothek umfasst eine Vielzahl integrierter Komponenten. Die Bibliothek ist aktualisierbar, sodass der Benutzer eigene Komponenten hinzufügen kann. In der Bibliothek stehen zudem Links zur Verfügung, um die Bauteilsuche oder Informationsseiten beliebter Komponentenhersteller zu besuchen. Der Tab für Verlustschätzungen enthält Wirkungsgrad- und Leistungsverlustkurven in Abhängigkeit vom Laststrom sowie ein Diagramm, das eine Aufschlüsselung der verschiedenen Verluste im System zeigt.

LTpowerCAD schätzt auch Ihre Schleifenverstärkung, um die Schleifen- und Lasttransientleistung zu bestimmen.

Betriebsbedingungen und Eingabewerte für die Kompensationskomponente sind anpassbar und liefern Echtzeitergebnisse, sodass Sie Ihr Design feinabstimmen können. Neben dem Schleifenverstärkungsdiagramm stehen auch eine Auswahl an Frequenz- und Impedanzdiagrammen zur Verfügung, um den Beitrag der verschiedenen Schleifenstufen zu analysieren.

Wenn Sie mit Ihrem ersten Design zufrieden sind, können Sie dessen Funktionalität genauer analysieren, indem Sie es exportieren und eine Echtzeitsimulation der Schaltung in LTspice durchführen. Natürlich ist die Überprüfung am Prüfstand unerlässlich, um alle Faktoren Ihres Designs zu berücksichtigen. Wie wir gesehen haben, ist LTpowerCAD ein benutzerfreundliches und leistungsstarkes Tool, das Ihnen einen guten Ausgangspunkt für die Entwicklung Ihres Designs bietet.

Es ermöglicht Ihnen, Zeit und Aufwand bei den ersten Schritten zur Fertigstellung Ihrer Anwendung mit den Mikromodulen und monolithischen DC-DC-Reglern von Analog Devices' Power by Linear zu sparen. LTpowerCAD kann kostenlos von unserer Website heruntergeladen werden.