選擇合適的電源器件,設(shè)計(jì)合適的電源電路,了解電源電路工作過程中的波形,看到面對(duì)瞬變負(fù)載時(shí)電源電路的響應(yīng)過程并評(píng)估其表現(xiàn)能否滿足最終應(yīng)用的需要,評(píng)估電源電路的效率表現(xiàn),列出完整的物料清單并對(duì)成本進(jìn)行預(yù)估,這每一件事情都要一步步的做一遍其實(shí)是要花費(fèi)很多時(shí)間的,還需要很多外部條件的支持,器件、板子、設(shè)備、場(chǎng)地和供應(yīng)信息,少了哪一個(gè)都不行。所以,作為一個(gè)電源工程師,其實(shí)是很辛苦的,工作中所花費(fèi)的成本也很高。
電源管理器件廠商為了降低用戶使用器件的難度,便有了FAE這樣一個(gè)職業(yè)。FAE利用自己的知識(shí)和技能幫助客戶做選擇、定方案、解決使用中的問題,有的時(shí)候甚至還要幫助客戶完成所有的設(shè)計(jì)過程。但有的朋友在進(jìn)行研發(fā)工作的時(shí)候,卻從未遇見過所謂的FAE,甚至連廠家的人都沒有見過,但照樣完成了設(shè)計(jì),照樣出了產(chǎn)品。由此可見,一個(gè)工程師在選擇產(chǎn)品的時(shí)候,F(xiàn)AE的支持并不是必不可少的。
我上大學(xué)的時(shí)候所學(xué)習(xí)的專業(yè)是電子對(duì)抗。要做對(duì)抗,沒有攻防的雙方就對(duì)抗不起來,所以,對(duì)抗所涉及的一定是個(gè)大系統(tǒng)。如何在具體的設(shè)計(jì)工作開始以前就對(duì)未來的系統(tǒng)會(huì)如何表現(xiàn)有一個(gè)清楚的了解是非常重要的,總不能等到建設(shè)工作已經(jīng)完成了再進(jìn)行測(cè)試吧?如果不行怎么辦?時(shí)間已經(jīng)浪費(fèi)了,金錢也花了不少,重來一遍也沒有把握,那可如何是好?仿真——這是我學(xué)到的面對(duì)這種問題時(shí)的最重要的方法。
把現(xiàn)實(shí)中的事物模型化,通過數(shù)學(xué)運(yùn)算模擬出實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)作過程,將結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式形象化地表現(xiàn)出來,這就是仿真。仿真這方法堪稱懶人的杰作,它可以把大量的具體工作無形化、虛擬化,大大提高了人類科技進(jìn)步的速度,避免了很多不必要的開銷。在沒有計(jì)算機(jī)幫助我仿真的日子里,我的辦法是采用頭腦里的仿真來完成對(duì)現(xiàn)實(shí)的過程模擬,等到需要?jiǎng)邮謱?shí)驗(yàn)的時(shí)候,要做的工作已經(jīng)完全是對(duì)頭腦仿真結(jié)果的驗(yàn)證了。這種頭腦仿真的結(jié)果可以帶來一種能力,使你既能進(jìn)行系統(tǒng)的架構(gòu),又能進(jìn)行逆向的反推,對(duì)提升自己的能力是非常有幫助的。
在我上學(xué)的時(shí)代,計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力還很弱,今天的手機(jī)的計(jì)算能力已經(jīng)遠(yuǎn)超那個(gè)時(shí)代的大型計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,所以,今天的仿真與那個(gè)時(shí)代相比,成本已經(jīng)很低了,甚至低到已經(jīng)可以提供免費(fèi)的仿真服務(wù)了。
點(diǎn)擊“登錄”或“開始你的設(shè)計(jì)”的按鈕,系統(tǒng)就會(huì)引導(dǎo)你輸入自己的用戶名和密碼,然后就可以開始使用了。如果你是第一次使用,你就需要多一個(gè)步驟,先把自己的賬戶建立起來,然后才可以繼續(xù)使用。
Richtek DesignerTM 的真實(shí)作用是根據(jù)需要完成一個(gè)設(shè)計(jì),仿真只是它所利用的工具而已。所以,使用Richtek DesignerTM 的第一步是要告訴它你要完成什么,它需要你給出至少三個(gè)條件:你的應(yīng)用的Vin、Vout和Iout。有了這些條件,它就可以篩選出可供你使用的器件來,你從中選中自己中意的以后,完整的電路就可以自動(dòng)生成了。如果你已經(jīng)有了心儀的型號(hào),你可以直接在搜索框中鍵入自己的型號(hào)即可。對(duì)于已經(jīng)生成的電路,你可以任意修改每一個(gè)外圍元件的參數(shù),以使整個(gè)電路達(dá)成自己想要的效果,這對(duì)有特別需求的用戶是非常重要的。
由于在相同Vin、Vout和Iout的條件下可供選擇的器件通常是很多的,你還可以對(duì)自己的愿望進(jìn)行更進(jìn)一步的描述以縮小可供選擇的器件清單,提高你的滿意度。系統(tǒng)提供了很多不同的性能選項(xiàng),如不同的控制架構(gòu)、工作模式、保護(hù)方法等等,還可選擇自己喜歡的封裝形式,將自己不喜歡的排除在外,這些都是采用勾選的方式進(jìn)行的,因而使用起來非常簡(jiǎn)單。為了支持你做選擇,系統(tǒng)還在線提供了規(guī)格書的鏈接,你可以在選擇以前閱讀它們。
有了電路,仿真就可以進(jìn)行了。Richtek DesignerTM提供了穩(wěn)態(tài)仿真、瞬態(tài)仿真、啟動(dòng)過程仿真和交流仿真功能,仿真結(jié)果全部以圖形的方式表達(dá),你可以對(duì)所有的圖形進(jìn)行放大、縮小、抽離等操作,可以利用光標(biāo)選擇自己感興趣的點(diǎn)和區(qū)間進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量、計(jì)算,所有結(jié)果都是自動(dòng)呈現(xiàn)的,可讓你全面了解電路在各種情況下的表現(xiàn),做到心中有數(shù)、有圖、有真相。
關(guān)于真相,這對(duì)仿真系統(tǒng)來說是非常重要的。仿真的基礎(chǔ)是模型,只有清楚地了解每一款器件的功用、特性,真實(shí)的模型才能建立起來。為客戶提供的仿真服務(wù)是免費(fèi)的,但建立模型卻是花費(fèi)巨大的工作,其工作量是驚人的。目前,立锜已經(jīng)為一百多款器件建立了模型,其中包括了ACOTTM和電流模式Buck器件的模型,更多的模型還在持續(xù)構(gòu)建過程中,其目的就是要讓客戶無需拿到實(shí)物即可完成驗(yàn)證工作。
我曾經(jīng)注意到一款器件的靜態(tài)電流數(shù)據(jù),然后就關(guān)心該數(shù)據(jù)在RichtekDesignerTM中是如何表現(xiàn)的。探索的結(jié)果讓我大吃一驚,它在仿真結(jié)果的不同階段是完全不一樣的,會(huì)根據(jù)工作狀態(tài)的變化而變化。與相關(guān)的設(shè)計(jì)者和器件的設(shè)計(jì)者交流以后才知道,模型的設(shè)計(jì)過程是由很多工程人員的深度參與完成的,它必須盡可能真實(shí)地反映現(xiàn)實(shí)。我相信大多數(shù)工程師在選擇DC/DC的時(shí)候不會(huì)太在意IC的電流消耗狀況,但就是在這樣的細(xì)節(jié)上,Richtek DesignerTM都在力求準(zhǔn)確地反映它,所以我相信它的結(jié)果是值得信賴的。
Richtek DesignerTM還能提供電路效率的評(píng)估和詳細(xì)的物料清單,這些數(shù)據(jù)與輸入的條件、自動(dòng)生成的電路和仿真結(jié)果一起會(huì)形成一個(gè)報(bào)告,這些報(bào)告是可以在線保存和隨時(shí)下載的,你甚至可以使用該系統(tǒng)完成向朋友的分享、在線評(píng)估物料成本等操作。但是需要注意,要實(shí)現(xiàn)在線存儲(chǔ)和分享等功能,你必須在每一次設(shè)計(jì)開始以前先開啟一個(gè)項(xiàng)目,這樣的結(jié)果才會(huì)被保存下來,否則,你的設(shè)計(jì)過程就是臨時(shí)的,系統(tǒng)會(huì)支持你完成這一過程,但結(jié)果不會(huì)被保留。
作為工程師,仿真工具是幫助你完成設(shè)計(jì)的利器,你可以好好利用它尋找適合的器件,驗(yàn)證自己的想法,提前預(yù)防不必要的麻煩,但千萬別把它當(dāng)成了一種依賴,那樣就是真正的懶人了。最近我在一個(gè)微信群里見到有人發(fā)了這樣一幅圖:
圖中給出的條件是二極管D1和D2的相同的,導(dǎo)通電壓都是0.7V,問的問題是哪個(gè)二極管會(huì)導(dǎo)通,據(jù)說這是某單位的招聘考題。很遺憾的是我沒有看到任何一個(gè)朋友說出哪個(gè)二極管會(huì)導(dǎo)通,有人給出的說法是仿真一下就知道了,也確實(shí)是有人根據(jù)仿真給出了某些節(jié)點(diǎn)的電壓(在得到節(jié)點(diǎn)電壓以前,需要在圖中加入地的位置)。但是,對(duì)于電子工程師來說,這是一個(gè)令人遺憾的狀況。如果我們只能根據(jù)仿真才能知道哪個(gè)二極管會(huì)導(dǎo)通,我們是有必要重新補(bǔ)補(bǔ)課了。
有時(shí)候,外來的工具或幫助可以加速我們的工作過程,減輕我們的工作量,但對(duì)個(gè)人的成長(zhǎng)卻是一劑毒藥,長(zhǎng)期單純的對(duì)外依賴完全可以廢掉我們的武功,使我們?cè)诟?jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)上慢慢失掉自己的競(jìng)爭(zhēng)力,讓我們淹沒在茫茫人海中,猶如泥牛入海,再無消息。對(duì)此,我們需要在利用工具時(shí)有一種深深的覺察,知道自己在做什么,不要忘了自己的獨(dú)立思考,不要忘了學(xué)習(xí)成長(zhǎng),不要辜負(fù)了自己的本心。
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