現(xiàn)代電子系統(tǒng)的復(fù)雜性越來(lái)越高。系統(tǒng)板上可以有大量的電源軌和電源解決方案。在選擇或設(shè)計(jì)每個(gè)單獨(dú)的電源之前，系統(tǒng)硬件工程師首先需要了解系統(tǒng)電源需求，然后相應(yīng)地構(gòu)建系統(tǒng)電源樹(shù)，以?xún)?yōu)化電源管理系統(tǒng)的效率、尺寸和成本。

LTpowerPlanner程序是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)框圖工具，可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員規(guī)劃、設(shè)計(jì)和優(yōu)化電源管理系統(tǒng)。它提供直觀的圖形用戶(hù)界面 （GUI），可大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)任務(wù)。

LTpowerPlanner工具可幫助用戶(hù)：

繪制“電源樹(shù)”型系統(tǒng)框圖

計(jì)算/估計(jì)系統(tǒng)總輸入功率、輸出功率、功率損耗、效率和PCB尺寸

比較不同的電源架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化

與 LTpowerCAD 和 LTspice 工具的接口

直觀地記錄和展示系統(tǒng)解決方案

LTpowerPlanner III設(shè)計(jì)工具在Microsoft Windows PC上運(yùn)行。

首先，以下是使用LTpowerPlanner設(shè)計(jì)工具的三個(gè)基本步驟。

第 1 步。繪制系統(tǒng)電源樹(shù)

圖1.繪制系統(tǒng)電源樹(shù)

上圖1顯示了使用LTpowerPlanner工具繪制簡(jiǎn)單系統(tǒng)電源樹(shù)的示例。電源樹(shù)中的關(guān)鍵組件有三種類(lèi)型：輸入電源、電源轉(zhuǎn)換器和負(fù)載設(shè)備。電源組件只有輸出端子，負(fù)載組件只有輸入端子。對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)換器組件，左側(cè)端子為電源輸入端子，右側(cè)端子為電源輸出端子。轉(zhuǎn)換器組件可以有多個(gè)輸出軌來(lái)表示多通道電源。同樣，負(fù)載組件可以有多個(gè)輸入軌。

用戶(hù)可以先放置這些組件，然后從左到右用電源線連接組件，這是默認(rèn)的電流/功率流向。

第 2 步。更新組件參數(shù)

LTpowerPlanner 部件是通用組件。用戶(hù)可以單擊每個(gè)組件以在其“屬性”窗口中更新其關(guān)鍵功率參數(shù)，例如輸入電壓范圍、輸出電壓、最大負(fù)載電流等。用戶(hù)還需要輸入每個(gè)功率轉(zhuǎn)換器組件的預(yù)期效率和估計(jì)尺寸，以進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算。

圖2.更新轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵參數(shù)

第 3 步。運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算

用戶(hù)完成電源樹(shù)并更新所有關(guān)鍵參數(shù)后，他/她可以運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算。根據(jù)為每個(gè)組件輸入的參數(shù)，程序計(jì)算并在其屏幕上的“摘要報(bào)告”中顯示以下值：系統(tǒng)總輸入功率、輸出功率、功率損耗、效率和轉(zhuǎn)換器面積的總和。如下圖3所示，每個(gè)元件端子還顯示其輸入或輸出電壓和電流。每個(gè)轉(zhuǎn)換器的效率和功率損耗顯示在轉(zhuǎn)換器下方。還顯示了每個(gè)負(fù)載和電源的功率水平。該GUI界面確實(shí)為工程師提供了非常直觀的系統(tǒng)電源樹(shù)顯示。

圖3：運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算

此外，LTpowerPlanner工具可用于比較不同的電源架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)解決方案。下面的圖 4 顯示了比較選項(xiàng) A 和 B 中兩個(gè)略有不同的電源樹(shù)的簡(jiǎn)單示例。在這種情況下，LTpowerPlanner工具表明，一個(gè)小的架構(gòu)變化可以快速提高系統(tǒng)效率。

圖 4：比較兩種略有不同的系統(tǒng)架構(gòu)

LTpowerPlanner工具可用于繪制更復(fù)雜的系統(tǒng)。圖 5 給出了一個(gè)示例。本例中顯示了多輸出電源轉(zhuǎn)換器和多輸入負(fù)載。具有相同電壓的多個(gè)輸出端子也可以與均流并聯(lián)。還有電阻元件可用于表示壓降和功率損耗。請(qǐng)參閱LTpowerPlanner用戶(hù)指南，了解所有高級(jí)特性和功能的詳細(xì)信息。

圖5.FPGA 電源樹(shù)示例

雖然LTpowerPlanner程序是一個(gè)通用的系統(tǒng)工具，但用戶(hù)還可以將電源轉(zhuǎn)換器鏈接到由功能強(qiáng)大的LTpowerCAD電源設(shè)計(jì)工具和LTspice電路仿真工具生成的現(xiàn)有設(shè)計(jì)和仿真文件。為此，在轉(zhuǎn)換器的“屬性”窗口中，用戶(hù)需要將轉(zhuǎn)換器鏈接到其PC磁盤(pán)上的特定文件。建立鏈接后，用戶(hù)可以直接從LTpowerPlanner GUI打開(kāi)鏈接的LTpowerCAD設(shè)計(jì)文件或LTspice仿真文件。此功能提供了一種方便、系統(tǒng)的方式來(lái)組織電源管理系統(tǒng)的所有設(shè)計(jì)文件。

圖6.鏈接到 Exisitng LTpowerCAD 和 LTspice 文件

總之，LTpowerPlanner III設(shè)計(jì)工具可以幫助系統(tǒng)工程師以非常有效和直觀的方式設(shè)計(jì)和優(yōu)化電源管理系統(tǒng)。根據(jù)用戶(hù)的輸入，該工具計(jì)算系統(tǒng)的總輸入功率、輸出功率、功率損耗、效率和尺寸。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以使用此工具繪制、設(shè)計(jì)、比較和優(yōu)化電力系統(tǒng)樹(shù)。此工具還提供了一種很好的方法來(lái)記錄和呈現(xiàn)系統(tǒng)電源架構(gòu)。

審核編輯：郭婷