Pasul 1 al proiectării sursei de alimentare: Crearea arhitecturii sursei de alimentare
Crearea unei arhitecturi adecvate a sursei de alimentare este un pas determinant în proiectarea sursei de alimentare. Această etapă devine mai complexă prin creșterea numărului de linii de tensiune necesare. Acum se decide dacă și câte tensiuni intermediare trebuie să fie create. Figura 1 prezintă o schemă bloc tipică a unei surse de alimentare. În stânga este prezentată tensiunea de alimentare de 24V a unei aplicații industriale. Această tensiune trebuie convertită acum în 5V, 3,3V, 1,8V, 1,2V și 0,9V, alături de curenții corespunzători. Care este cea mai bună metodă de generare a tensiunilor individuale? Selectarea unui convertor clasic de comutare coborâtor (buck) pare cea mai logică soluție pentru conversia de la 24V la 5V. Totuși, cum se generează celelalte tensiuni? Are sens să generăm 3,3V din cei 5V deja creați sau ar trebui să convertim la 3,3V direct din 24V? Răspunsul la aceste întrebări necesită o analiză suplimentară. Deoarece o proprietate importantă a unei surse de alimentare este eficiența conversiei, menținerea unei eficiențe cât mai ridicate este importantă atunci când se selectează arhitectura.
Figura 1: Crearea arhitecturii sursei de alimentare. (© ADI)
Dacă tensiunile intermediare, cum ar fi 5V în exemplul prezentat în figura 1, sunt utilizate pentru a genera tensiuni suplimentare, energia utilizată pentru 3,3V trebuie să treacă deja prin două etape de conversie. Fiecare etapă de conversie are o eficiență limitată. Dacă, de exemplu, se presupune o eficiență de conversie de 90% pentru fiecare etapă de conversie, energia pentru 3,3V, care a trecut deja prin două etape de conversie, are o eficiență de numai 81% (0,9 × 0,9 = 0,81). Poate fi tolerată această eficiență destul de scăzută într-un sistem sau nu? Acest lucru depinde de curentul necesar de la această linie de 3,3V. Dacă este necesar un curent de numai câțiva mA, eficiența scăzută ar putea să nu fie deloc o problemă. Cu toate acestea, pentru curenți mai mari, eficiența scăzută ar putea avea un efect mai mare asupra eficienței generale a sistemului și, în consecință, ar putea reprezenta un mare dezavantaj.
Totuși, din considerațiile tocmai menționate, nu puteți trage concluzia generală că este întotdeauna mai bine să convertiți direct de la o tensiune de alimentare mai mare la o tensiune de ieșire mai mică într-o singură etapă. Convertoarele de tensiune care pot gestiona o tensiune de intrare mai mare sunt, de obicei, mai scumpe și au o eficiență redusă atunci când există o diferență mai mare între tensiunea de intrare și tensiunea de ieșire.
În proiectarea surselor de alimentare, soluția pentru găsirea celei mai bune arhitecturi este utilizarea unui instrument de arhitectură, cum ar fi LTpowerPlanner®. Acesta este disponibil gratuit de la Analog Devices și face parte din mediul de dezvoltare LTpowerCAD®, care poate fi instalat local pe computerul vostru. LTpowerPlanner este un instrument care permite evaluarea rapidă și ușoară a diferitelor arhitecturi.
Definitivarea caietului de sarcini
Finalizarea specificației este extrem de importantă în proiectarea surselor de alimentare. Toți pașii suplimentari de dezvoltare depind de specificație. Frecvent, cerințele precise ale sursei de alimentare sunt necunoscute până când restul sistemului electronic nu a fost complet proiectat. Acest lucru are ca rezultat, de obicei, creșterea constrângerilor de timp pentru dezvoltarea proiectării sursei de alimentare. De asemenea, se mai întâmplă ca specificația să fie modificată într-o etapă ulterioară de dezvoltare. De exemplu, dacă în programarea sa finală, un FPGA necesită o putere suplimentară, tensiunea pentru un DSP trebuie redusă pentru a economisi energie sau trebuie evitată frecvența de comutație de 1 MHz prevăzută inițial, deoarece se află în calea semnalului. Astfel de modificări pot avea efecte foarte serioase asupra arhitecturii și, în special, asupra proiectării circuitului sursei de alimentare.
O specificație este, de obicei, adoptată într-un stadiu incipient. Aceasta ar trebui să fie creată pentru a fi cât mai flexibilă posibil, astfel încât să fie relativ ușor de implementat orice modificare. În acest efort, selectarea unor circuite integrate versatile este utilă. Lucrul cu instrumente de dezvoltare este deosebit de valoros. În acest fel, sursa de alimentare poate fi recalculată într-un timp scurt. Prin urmare, modificările specificațiilor pot fi implementate mai ușor și, mai ales, mai rapid.
Specificația include energia disponibilă, tensiunea de intrare, curentul maxim de intrare, precum și tensiunile și curenții care urmează să fie generați. Alte considerente includ dimensiunea, bugetul financiar, disiparea termică, cerințele EMC (inclusiv comportamentele conduse și radiate), fenomenele tranzitorii de sarcină așteptate, schimbările în tensiunea de alimentare și siguranța.
LTpowerPlanner ca ajutor pentru optimizare
Figura 2: Două arhitecturi concurente însoțite de calculul eficienței pentru fiecare dintre ele. (© ADI)
LTpowerPlanner oferă toate funcțiile necesare pentru crearea unei arhitecturi de sistem de alimentare. Este foarte simplu de utilizat, permițând dezvoltarea rapidă a conceptului.
Se definește o sursă de energie de intrare și apoi se adaugă sarcini individuale, sau consumatori de energie electrică. Urmează adăugarea blocurilor individuale de convertoare dc/dc. Acestea ar putea fi regulatoare cu comutație sau regulatoare liniare LDO (low dropout). Tuturor componentelor li se poate atribui un nume propriu. O eficiență de conversie preconizată este stocată pentru calculele de eficiență.
Utilizarea LTpowerPlanner are două mari avantaje. În primul rând, un calcul simplu al arhitecturii poate identifica configurația etapelor de conversie individuale cele mai avantajoase pentru eficiența globală. Figura 2 prezintă două arhitecturi diferite pentru aceleași linii de tensiune. Arhitectura din partea de jos are o eficiență globală care este ceva mai mare decât cea a arhitecturii din partea de sus. Această proprietate nu reiese în mod evident fără un calcul detaliat. Atunci când se utilizează LTpowerPlanner, această diferență este evidențiată imediat.
Al doilea avantaj al LTpowerPlanner este că oferă o documentație bine organizată. Interfața grafică cu utilizatorul oferă o schiță îngrijită a arhitecturii, un ajutor vizual care poate fi de neprețuit în discuțiile cu colegii de muncă și în documentarea efortului de dezvoltare. Documentația poate fi stocată fie sub formă tipărită pe hârtie, fie în format digital.
Pasul 2 al proiectării sursei de alimentare: Selectarea circuitelor integrate pentru fiecare convertor DC/DC
Figura 3: Căutarea de regulatoare cu comutație adecvate cu LTpowerCAD. (© ADI)
În proiectarea surselor de alimentare din zilele noastre, se utilizează mai degrabă un circuit integrat decât unul discret cu multe componente separate. Pe piață există o multitudine de circuite integrate diferite de regulatoare cu comutație și regulatoare liniare. Toate acestea sunt optimizate pentru o anumită proprietate. Este important de remarcat că toate circuitele integrate sunt diferite și nu pot fi interschimbate decât în cazuri foarte rare. Selectarea circuitului integrat devine astfel un pas foarte important. Odată ce a fost selectat un circuit integrat, proprietățile acelui circuit sunt fixate pentru restul procesului de proiectare. Ulterior, dacă se dovedește că un alt circuit integrat ar fi mai potrivit, se reia din nou procesul de încorporare a unui nou circuit integrat. Acest efort de dezvoltare poate consuma foarte mult timp, dar poate fi ușor atenuat prin utilizarea instrumentelor de proiectare.
Figura 4: Instrumentul de calcul LTpowerCAD pentru o sursă de alimentare. (© ADI)
Utilizarea unui instrument este esențială în vederea selectării eficiente a circuitului integrat. Căutarea parametrică de pe analog.com este potrivită pentru acest lucru. Căutarea de componente în LTpowerCAD poate fi și mai productivă. Figura 3 prezintă fereastra de căutare.
Pentru a utiliza instrumentul de căutare, trebuie introduse doar câteva specificații. De exemplu, puteți introduce tensiunea de intrare, tensiunea de ieșire și curentul de sarcină necesar. Pe baza acestor specificații, LTpowerCAD generează o listă de soluții recomandate. Pot fi introduse criterii suplimentare pentru a restrânge și mai mult căutarea. De exemplu, în categoria Features (Caracteristici) puteți selecta caracteristici precum un pin de activare sau o izolare galvanică pentru a găsi un convertor dc/dc adecvat.
Pasul 3 al proiectării sursei de alimentare: Proiectarea circuitului convertoarelor individuale DC/DC
Pasul 3 constă în proiectarea circuitului. Componentele externe, pasive, trebuie selectate pentru regulatorul cu comutație ales. Circuitul este optimizat în această etapă. De obicei, acest lucru necesită studierea amănunțită a unei fișe tehnice și efectuarea tuturor calculelor necesare. Această etapă în proiectarea surselor de alimentare poate fi simplificată considerabil cu ajutorul instrumentului de proiectare LTpowerCAD, iar rezultatele pot fi optimizate în continuare.
LTpowerCAD este un instrument de calcul puternic
LTpowerCAD a fost dezvoltat de Analog Devices pentru a simplifica foarte mult proiectarea circuitelor. Nu este un instrument de simulare, ci mai degrabă un instrument de calcul. Vă recomandă, într-un timp foarte scurt, componentele externe optimizate pe baza specificațiilor introduse. Eficiența de conversie poate fi optimizată. De asemenea, se calculează funcția de transfer a buclei de control. Acest lucru facilitează implementarea celei mai bune lățimi de bandă de control și a celei mai bune stabilități.
După ce ați accesat un regulator cu comutație IC în LTpowerCAD, ecranul principal afișează circuitul tipic cu toate componentele externe necesare. Figura 4 prezintă acest ecran pentru LTC3310S ca exemplu. Acesta este un regulator coborâtor cu comutație cu un curent de ieșire de până la 10A și o frecvență de comutație de până la 5 MHz.
Câmpurile galbene de pe ecran arată valorile calculate sau specificate. Utilizatorul poate configura setările cu ajutorul câmpurilor albastre.
Selectarea componentelor externe
Figura 5: Listă conținând variante de capacitoare de ieșire pentru LTC3310S. (© ADI)
LTpowerCAD simulează foarte bine comportamentele unui circuit real, deoarece calculele sunt bazate pe modele detaliate ale componentelor externe, nu doar pe valori ideale. LTpowerCAD include o mare bază de date cu modele de circuite integrate de la mai mulți producători. De exemplu, sunt luate în considerare rezistența serie echivalentă (ESR) a unui capacitor și pierderile de miez ale unei bobine. Pentru a selecta componentele externe, faceți clic pe o componentă externă de culoare albastră, așa cum se arată în Figura 4. Se va deschide o fereastră nouă, care va afișa o listă lungă de componente posibile. Ca exemplu, figura 5 prezintă o listă de capacitoare de ieșire recomandate. Acest exemplu prezintă o selecție de 88 de capacitoare diferite de la diverși producători. Puteți, de asemenea, să ieșiți din lista de componente recomandate și să selectați opțiunea Show All (Afișați toate) pentru a alege dintr-o varietate de peste 4660 de capacitoare.
Această listă este extinsă și actualizată permanent. Deși LTpowerCAD este un instrument offline și nu necesită acces la internet, actualizările regulate ale software-ului (utilizând funcția update) vor asigura că regulatoarele cu comutație integrate și baza de date cu componente externe vor fi actualizate.
Verificarea eficienței conversiei
După selectarea componentelor externe optime, se verifică eficiența de conversie a regulatorului cu comutație cu ajutorul butonului Loss Estimate & Break Down.
Se afișează apoi o diagramă precisă a eficienței și a pierderilor. În plus, temperatura de joncțiune atinsă în circuitul integrat poate fi calculată pe baza rezistenței termice a capsulei. Figura 6 prezintă pagina de calcule pentru eficiența conversiei și comportamentul termic.
Odată ce sunteți mulțumit de răspunsul circuitului, puteți trece la următorul set de calcule. În cazul în care eficiența nu este satisfăcătoare, se poate modifica frecvența de comutație a regulatorului cu comutație (a se vedea partea stângă a figurii 6) sau se poate modifica selecția bobinei externe. Eficiența este apoi recalculată până când se obține un rezultat satisfăcător.
Optimizarea lățimii de bandă de control și verificarea stabilității
Figura 6: Calculul eficienței și răspunsul termic al circuitului. (© ADI)
După selectarea componentelor externe și calcularea eficienței, se optimizează bucla de control. Bucla trebuie setată astfel încât circuitul să fie stabil și fiabil, să nu fie predispus la oscilații sau chiar la instabilitate, asigurând în același timp o lățime de bandă mare – și anume, abilitatea de a răspunde la modificările tensiunii de intrare și, în special, la fenomenele tranzitorii ale sarcinii. Considerațiile privind stabilitatea în LTpowerCAD pot fi găsite în secțiunea Loop Comp. & Load Transient. Pe lângă un grafic Bode și curbele privind răspunsul tensiunii de ieșire în urma fenomenelor tranzitorii ale sarcinii, există numeroase opțiuni de setare.
Figura 7: Setarea buclei de control cu LTpowerCAD. (© ADI)
Butonul Use Suggested Compensation (Utilizați compensarea sugerată) este cel mai important. În acest caz, se folosește compensarea optimizată, iar utilizatorul nu trebuie să se scufunde adânc în ingineria de control pentru a ajusta vreun parametru. Figura 7 prezintă ecranul LTpowerCAD la setarea buclei de control.
Calculele de stabilitate efectuate în LTpowerCAD reprezintă un punct forte al arhitecturii sale. Calculele sunt efectuate în domeniul frecvenței și sunt foarte rapide, mult mai rapide decât simulările în domeniul timp. Ca urmare, parametrii pot fi modificați prin încercări, iar un grafic Bode actualizat este furnizat în câteva secunde. Pentru o simulare în domeniul timp, acest lucru ar dura multe minute sau chiar ore.
Verificarea răspunsului EMC și adăugarea de filtre
În funcție de specificații, pot fi necesare filtre suplimentare la intrarea sau la ieșirea regulatorului cu comutație. Acesta este punctul în care dezvoltatorii de surse de alimentare cu mai puțină experiență, în special, se confruntă cu mari provocări. Apar următoarele întrebări: Cum trebuie selectate componentele filtrului pentru a asigura un anumit riplu de tensiune la ieșire? Este necesar un filtru de intrare și, în caz afirmativ, cum trebuie proiectat acest filtru pentru a menține emisiile conduse sub anumite limite EMC? În acest sens, interacțiunea dintre filtru și regulatorul cu comutație nu trebuie să conducă la instabilitate în nicio circumstanță.
Figura 8: Filtrul realizat în LTpowerCAD pentru minimizarea interferențelor conduse la intrarea unui regulator cu comutație. (© ADI)
Figura 8 prezintă proiectarea filtrului EMI la intrare, care este un subinstrument din LTpowerCAD. Acesta poate fi accesat din prima pagină, unde sunt optimizate componentele externe, pasive. Dacă începeți proiectarea filtrului, se afișează un design de filtru care utilizează circuite integrate pasive și un grafic EMC. Acest grafic trasează interferența condusă cu sau fără un filtru de intrare și în limitele corespunzătoare din diverse specificații EMC, cum ar fi CISPR 25, CISPR 22 sau MIL-STD-461G.
Caracteristica filtrului în domeniul frecvență și impedanța filtrului pot fi, de asemenea, afișate grafic alături de graficul răspunsului EMC condus la intrare. Acest lucru este important pentru a se asigura că un filtru nu are o distorsiune armonică totală prea mare și că impedanța filtrului se potrivește cu impedanța regulatorului cu comutație. Problemele de potrivire a impedanței pot duce la instabilități între filtru și convertorul de tensiune.
Figura 9. Selectarea unui filtru LC la ieșirea unui regulator cu comutație pentru a reduce riplul de tensiune. (© ADI)
Astfel de considerații detaliate pot fi luate în considerare în LTpowerCAD și nu necesită cunoștințe aprofundate. Cu ajutorul butonului Use Suggested Values (Utilizați valorile sugerate), proiectarea filtrului este automatizată.
Desigur, LTpowerCAD suportă, totodată, utilizarea unui filtru la ieșirea regulatorului cu comutație. Acest filtru este adesea utilizat pentru aplicațiile în care tensiunea de ieșire este permisă doar pentru a avea un riplu de tensiune de ieșire foarte mic. Pentru a adăuga un filtru pe traseul tensiunii de ieșire, faceți clic pe pictograma LC filter (Filtru LC) din pagina Loop Comp. & Load Transient. Odată ce se face clic pe această pictogramă, apare un filtru într-o fereastră nouă, după cum se arată în figura 9. Parametrii filtrului pot fi selectați cu ușurință aici. Bucla de reacție poate fi conectată fie în fața fie în spatele acestui filtru suplimentar. Aici, se poate asigura un răspuns stabil al circuitului în toate modurile de operare, cu toate că precizia de curent continuu a tensiunii de ieșire este foarte bună.
Pasul 4 al proiectării sursei de alimentare: Simularea circuitului în domeniul timp
Odată ce ați proiectat complet un circuit cu ajutorul LTpowerCAD, simularea acestuia reprezintă cea mai mare satisfacție. Simulările sunt de obicei executate în domeniul timp. Semnalele sunt verificate în funcție de timp. Interacțiunea diferitelor circuite poate fi, de asemenea, testată pe o placă de circuit imprimat. De asemenea, este posibil să se integreze efectele parazite în simulare. În acest fel, rezultatul simulării devine foarte precis, dar timpii de simulare sunt mai lungi.
În general, o simulare este potrivită pentru colectarea de informații suplimentare înainte de implementarea hardware-ului real. Este important să se cunoască potențialul și limitele simulării circuitelor. Găsirea circuitului optim s-ar putea să nu fie posibilă folosind doar simularea. În timpul simulării, se pot modifica parametrii și se poate reporni simularea. Cu toate acestea, dacă utilizatorul nu este un expert în proiectarea circuitelor, poate fi dificil să determine parametrii potriviți și apoi să îi optimizeze. Ca urmare, nu este întotdeauna clar pentru utilizatorul unei simulări dacă circuitul a atins deja starea optimă. Un instrument de calcul, cum ar fi LTpowerCAD, este mai potrivit în acest scop.
Simularea sursei de alimentare cu ajutorul LTspice
LTspice®, de la Analog Devices, este un program de simulare puternic pentru circuite electrice. Este utilizat pe scară foarte largă de către dezvoltatorii de hardware la nivel mondial, datorită ușurinței în utilizare, a rețelei extinse de asistență pentru utilizatori, a opțiunilor de optimizare și a rezultatelor de simulare fiabile și de înaltă calitate. În plus, LTspice este gratuit și poate fi instalat cu ușurință pe un computer personal.
LTspice se bazează pe programul SPICE, care provine de la Departamentul de Inginerie Electrică și Științe Informatice al Universității din California, Berkeley. Acronimul SPICE reprezintă programul de simulare cu accent pe circuite integrate. Sunt disponibile mai multe versiuni comerciale ale acestui program. Deși se bazează inițial pe SPICE de la Berkeley, LTspice oferă îmbunătățiri considerabile în ceea ce privește convergența circuitelor și viteza de simulare. Printre caracteristicile suplimentare ale LTspice se numără un editor de scheme de circuit și un vizualizator de forme de undă. Ambele sunt intuitive, chiar și pentru un începător. Aceste caracteristici oferă, de asemenea, o mare flexibilitate pentru utilizatorul experimentat.
Figura 10: Simularea unui circuit LTC3310S utilizând LTspice. (© ADI)
LTspice a fost creat pentru a fi simplu și ușor de utilizat. Programul, disponibil pentru descărcare la analog.com, include o bază de date foarte mare care conține modele de simulare pentru aproape toate circuitele integrate de putere de la Analog Devices, împreună cu componente pasive externe. După cum s-a menționat, odată instalat, LTspice poate funcționa offline. Cu toate acestea, actualizările regulate vor asigura încărcarea celor mai noi modele de regulatoare cu comutație și componente externe.
Pentru a începe o simulare inițială, alegeți un circuit LTspice din dosarul de produse al unui produs de putere de pe analog.com (de exemplu, placa de evaluare LT8650S). Acestea sunt, de obicei, circuitele potrivite din plăcile de evaluare disponibile. Făcând dublu clic pe linkul LTspice aferent unui anumit folder de produs de pe analog.com, LTspice va lansa circuitul complet la nivel local pe PC-ul vostru. Acesta include toate componentele externe și presetările necesare pentru a rula o simulare. Apoi, faceți clic pe pictograma runner, ilustrată în figura 10, pentru a începe simularea.
Figura 11: Rezultatul simulării unui circuit LTC3310S utilizând LTspice. (© ADI)
În urma unei simulări, toate tensiunile și curenții unui circuit pot fi accesate cu ajutorul vizualizatorului de forme de undă. Figura 11 prezintă o ilustrare tipică a tensiunii de ieșire și a tensiunii de intrare pe măsură ce circuitul se dezvoltă.
O simulare SPICE este potrivită în primul rând pentru a cunoaște în detaliu circuitul unei surse de alimentare, astfel încât să nu existe surprize nedorite la construirea hardware-ului. Un circuit poate fi, de asemenea, modificat și optimizat cu ajutorul LTspice. În plus, poate fi simulată interacțiunea regulatorului cu comutație cu celelalte părți ale circuitului de pe placa de circuit imprimat. Acest lucru este deosebit de util în descoperirea interdependențelor. De exemplu, mai multe regulatoare cu comutare pot fi simulate în același timp într-o singură rulare. Acest lucru prelungește timpul de simulare, dar se pot verifica anumite interacțiuni în acest caz.
În concluzie, LTspice este un instrument extrem de puternic și de fiabil, utilizat în prezent de dezvoltatorii de circuite integrate. Multe circuite integrate de la Analog Devices au fost dezvoltate cu ajutorul acestui instrument.
Pasul 5 al proiectării sursei de alimentare: Testarea hardware-ului
Deși instrumentele de automatizare au un scop util în proiectarea surselor de alimentare, următorul pas este efectuarea unei evaluări hardware de bază. Regulatorul cu comutație funcționează pe baza unor curenți de comutație la o rată foarte mare. Din cauza efectelor parazite ale circuitului – în special ale configurației plăcii de circuit imprimat – acești curenți de comutație provoacă decalaje de tensiune, care generează radiații. Astfel de efecte pot fi simulate cu ajutorul LTspice. Pentru a face acest lucru, însă, aveți nevoie de informații precise despre proprietățile parazite. De cele mai multe ori, aceste informații nu sunt disponibile. Ar trebui să faceți multe presupuneri, iar acestea reduc valoarea rezultatului simulării. În consecință, trebuie realizată o evaluare hardware amănunțită.
Layout-ul plăcii cu circuit imprimat – o componentă importantă
Aspectul plăcii de circuit imprimat este de obicei cunoscut ca o componentă. Ea este atât de critică încât, de exemplu, nu este posibil să se opereze un regulator cu comutație în scopuri de testare folosind jumperi, așa cum se întâmplă cu o placă breadboard. În principal, inductanța parazită din traseele unde sunt curenții de comutație duce la un decalaj de tensiune care face imposibilă funcționarea. De asemenea, unele circuite ar putea fi distruse din cauza tensiunii excesive.
Există asistență disponibilă pentru crearea unui layout optim al plăcii de circuit imprimat. Foile de date corespunzătoare pentru circuitele integrate ale regulatoarelor cu comutație oferă, de obicei, informații despre un layout de referință al plăcii de circuit imprimat. Pentru majoritatea aplicațiilor, se poate utiliza această dispunere sugerată.
Evaluarea hardware-ului în intervalul de temperatură specificat
În timpul procesului de proiectare a surselor de alimentare, eficiența conversiei este luată în considerare pentru a determina dacă circuitul integrat al regulatorului cu comutație operează în intervalul de temperatură admisibil. Cu toate acestea, testarea hardware-ului la limitele de temperatură prevăzute este importantă. Circuitul integrat al regulatorului cu comutație și chiar componentele externe prezintă variații ale valorilor lor nominale în intervalul de temperatură admisibil. Aceste efecte ale temperaturii pot fi ușor luate în considerare în timpul simulării cu ajutorul LTspice. O astfel de simulare este însă la fel de bună ca parametrii dați. Dacă acești parametri sunt disponibili cu valori realiste, LTspice poate efectua o analiză Monte Carlo care să conducă la rezultatul dorit. În multe cazuri, evaluarea hardware-ului prin testare fizică este totuși mai practică.
Considerații privind EMI și EMC
În etapele târzii ale proiectării sistemului, hardware-ul trebuie să treacă testele de interferență și compatibilitate electromagnetică (EMI și EMC). Deși aceste teste trebuie să fie trecute cu hardware real, instrumentele de simulare și de calcul pot fi extrem de utile pentru a aduna informații. Diferite scenarii pot fi evaluate înainte de testarea hardware-ului. Cu siguranță, există și unele elemente parazite implicate care, de obicei, nu sunt modelate în simulare, dar se pot obține tendințe generale de performanță legate de acești parametri de testare. În plus, datele obținute din astfel de simulări pot oferi informațiile necesare pentru a aplica rapid modificări la hardware, în cazul în care un test inițial de compatibilitate electromagnetică nu a fost trecut. Deoarece testele EMC sunt costisitoare și necesită mult timp, utilizarea unui software precum LTspice sau LTpowerCAD în primele etape de proiectare poate contribui la obținerea unor rezultate mai precise înainte de testare, accelerând astfel procesul general de proiectare a surselor de alimentare și reducând costurile.
Rezumat
Instrumentele disponibile pentru proiectarea surselor de alimentare au devenit foarte sofisticate și suficient de puternice pentru a răspunde cerințelor sistemelor complexe. LTpowerCAD și LTspice sunt instrumente de înaltă performanță cu interfețe ușor de utilizat. Prin urmare, aceste instrumente pot fi de neprețuit pentru un proiectant cu orice nivel de expertiză. Oricine, de la proiectantul experimentat până la cel mai puțin experimentat, poate utiliza aceste programe pentru a dezvolta surse de alimentare în fiecare zi.
Este uimitor cât de mult au evoluat capabilitățile de simulare. Utilizarea instrumentelor adecvate vă poate ajuta să construiți o sursă de alimentare fiabilă și sofisticată mai rapid ca oricând.
Instrumente gratuite de la ADI pentru surse de alimentare
Urmați aceste linkuri:
- Ajutor pentru optimizare LTpowerPlanner
- Instrument de calcul LTpowerCAD
- Instrument de simulare LTspice
Despre autor
Frederik Dostal a studiat în domeniul microelectronicii la Universitatea din Erlangen, Germania. A început să lucreze în domeniul gestionării energiei electrice în 2001 și a activat în diverse poziții în domeniul aplicațiilor, inclusiv patru ani în Phoenix, Arizona, unde a lucrat la surse de alimentare cu comutație. S-a alăturat companiei Analog Devices în 2009 și lucrează ca inginer de aplicații pentru managementul puterii la Analog Devices din München. Poate fi contactat la frederik.dostal@analog.com.
Vizitați https://ez.analog.com
Contact România:
Email: inforomania@arroweurope.com
Mobil: +40 731 016 104
Arrow Electronics | https://www.arrow.com
