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武汉艾德杰电源技术有限公司
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如何简化开关电源设计

发布时间： 2016-06-21 14:13:00 关注量：1472

过去15年来，开关电源的设计逐渐成为主流。现在，开关电源的设计已不再是专家的任务，任何参与系统设计的人员都能够最终设计出自己的开关电源。

幸运的是，各种专业水平的人都可以利用美国国家半导体的WEBENCH®在线工具来设计开关稳压器。由于专业人员通常希望针对某些专用元件或目标性能来修改自己的设计，这些工具还允许进行定制设计。这意味着可能会把一个原来工作很好的设计“优化”至不稳定的状态。在线工具可以用来发现并纠正问题，配合工程师思路的发展。

迈出第一步

在线电源设计的第一步是定义电源需求，包括电压范围、输出电压和负载电流。可能的解决方案会得到自动评估，并将一、两个建议方案呈现给用户。这也是设计者可能遇到麻烦的第一个地方：如果需求的表达不正确(例如，如果实际的输入电压范围高于或低于输入值)，则不适合的解决方案也会显示。用户可以尝试多组需求，但必须对系统需求有清晰的概念。

当选定了稳压器解决方案后，就可以确定该电路的元器件。该工具会会显示元器件的号码。用户可以更改为一个预设的替代品，或输入一个定制元件。对于元器件值和所有关键的寄生参数值都有指导。如果采用了与推荐值差异较大的定制元件，恐怕性能就会下降不少。

性能评估

一旦选定了电路元器件，就到了评估性能的时候了。一般来说，性能评估要看频率响应值(交叉频率和相位裕度)、峰值电流和电压，以及热性能值(效率、结温和元件温度)。尽管这些计算建基于模型，仿真结果与工作台数据还是匹配得很好的。

电气仿真与热仿真

电气仿真支持某些解决方案。这些仿真器会显示出逻辑图，用户可以进一步更改元器件，并在稳压电路上运行测试。现有的测试包括波德图、稳态、线路瞬态、负载瞬态和起动。(注意，波德图只能用于那些采用固定频率稳压器IC的电路。)为使在线测试更有用，用户应仔细检查所有测试条件。输入电压和负载电流对每次测试都可能会变化，而默认值可能与用户的系统不相匹配。用户必须先估计出应得的结果，如果仿真结果与之不同，去找出原因。

热仿真可以用于许多方案。在线工具会用一个参考设计布局，评估在PCB板上实现的稳压电路。元器件和电路板温度的结果以全彩图象及表格显示。由于热仿真运行得较快(几分钟内就可以给出结果)，精度自然比不上一个耗费数小时的详尽CFD(计算流体动力)仿真结果。但是，温度估计一般在实际值的20°C内。这对于确定电路板或元器件的热点，防止出现过热情况已经足够使用了。

测试原型

开关稳压器设计投产前的最后步骤是建立一个原型，用于工作台的测试。某些解决方案含有客户化设计的支持，其它方案则有参考设计板。在线工具有强大功能，或许你会由此产生跳过此步骤的想法–千万不要这样!大多数设计的运行良好，但有些则需要精心布局才能得到最佳性能。实际的元器件可能并不精确匹配仿真结果，特别是考虑它们的寄生效应后，实际性能(包括电路板布局效果)会与仿真结果略有差别。我们重申，关键是要确定期望值，并分析所有不同之处。设计者应使用各种实验室工具，包括高速示波器、DVM、电流表，再加上自己的思考，就能得到很好的成功机会。

客户感言

TESTIOMONIALS

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北京合康亿盛变频科技股份有限公司

经人介绍认识了艾德杰，试着从他们那里买了一套产品，性能稳定，故障几乎没有，即便有点小问题，他们也会过来处理，后来就一直和他们进行友好合作。
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武汉中元华电科技股份有限公司

在我们决定与艾德杰电源合作后，他们派出技术骨干和我们的技术部门沟通，充分了解了我司的使用需求后立即准备方案，待我们确认方案后，艾德杰的工作人员马上将此提上日程，在距预约交货期还有5天的时候，就已将我司定制的电源送上门，安装调试，产品使用至今，一切良好，非常感谢艾德杰的鼎力支持，不辞劳苦的帮我们设计开发新产品，技术可靠，服务周到。
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中国中船重工集团707所

我们公司的工程师只擅长一部分工作，另一部分与电源有关的工作不是很擅长，公司有个新项目需要他人来合伙开发，生产，一时半会儿找不到合作伙伴。网上找到了艾德杰，经过实地考察，我们决定和艾德杰试着合作一次，整个合作过程，我们多次沟通，商量，他们的工程师技术好，经验丰富，我们和他们一起探讨，彼此的知识面都扩大了，合作过程中设计到多次修改，他们的工程师半句怨言都没有，合作的过程非常满意，产品准时交给我们使用，...
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北京铁道机车研究所

一次偶然的机会艾德杰的销售人员联系到我们，我们抱着试试看的心情从他那里订购了一台电源，性能很好，从那之后我们就建立了长期的合作关系，偶尔有一点点的小故障，他们的工作人员都会很快的过来帮忙处理。服务热情周到，他们才是我们的好兄弟，好帮手。
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李明仕

湖北武汉人 1970年7月出生硕士学历。从事电源设计研发工作30年，先后担任多家电源公司的技术总监技术成果 1． 1996年获武汉市科学技术研究成果证书武科成证字(96)第014号登记号WK9601003 成果名称:DTK系列开关型直流稳压电源 2． 1996年武汉高创电子有限公司的电源项目获得电源行业的第一个国家火炬计划 3． 2000年武汉玉星电子有限责任公司<<电压过零检控软开关电源>>项目获科技部中小型企业创新基金无偿资助,项目代号20004214054563 4.　电源方面各项专利近20项，其中发明专利2项。 5. 国内电源期刊上发表多篇论文。

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沈锦飞

1955年出生，现任江南大学物联网学院教授、硕士生导师。主要从事电力电子电路、装置与电能质量控制的研究和教学工作，发表学术论文30多篇，其中EI检索5篇，获得教育部科技进步奖、江苏省教学成果奖、无锡市科技进步奖，多项发明专利，主编本科教材；被评为无锡市优秀教师、市级先进个人。是中国自动化学会会员、江苏省电工协会自动控制系统专委会委员、无锡市自动化学会理事、无锡市电机工程学会理事。

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颜文旭

1971 年出生，现任江南大学物联网工程学院教授，硕士生导师。现主要从事电力电子技术及智能控制、机电一体化及过程控制等领域的研究和开发工作，发表学术论文30篇（其中EI收录6篇），获专利12项，参加编制十二五国家级规划教材，国家自然科学基金项目，省青年科学基金项目，市级重点实验室建设，主持方块地毯自动包装生产线开发、2.0MW风力发电变流器、10kV高压固态软起动器、船舶压载水物理强化处理核心技术...

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