電源系統設計的無(wú)風(fēng)險路徑

　　步驟3—實(shí)施

　　一旦模塊完成，設計人員需要為這些模塊匹配器件編號，同時(shí)注意實(shí)現功能和仿真各自功率轉換元件鏈的所有專(zhuān)用電路。需要開(kāi)發(fā)的其他電路可能包括濾波器、保持電路和電源時(shí)序。在設計的這個(gè)階段，工程師還應該考慮散熱、端接，以及封裝注意事項。

　　在我們的例子中，對電源有一些特殊的要求：在輔助電壓軌上升之前，MR#3上有一個(gè)延遲;而對MR#3嚴格調控將需要使用一個(gè)遙感回路。為實(shí)現精確的負載電流限制和精確匹配電壓軌和負載要求的其他參數，考慮配置PRM也是有意義的。

　　對于那些需要使用PRM來(lái)調整設計的工程師們，Vicor提供了一個(gè)PowerBench仿真工具，可幫助進(jìn)一步了解系統的性能。

　　圖6：PowerBench PRM仿真工具。

　　設計和開(kāi)發(fā)工具

　　在過(guò)去，工程師們是通過(guò)參考器件數據表的計算，做出元件選擇并分析每一級的電源系統效率(和總系統性能)。

　　從數據表查看功效

　　圖7：獲得性能信息可能既費時(shí)又費力。

　　雖然完全令人滿(mǎn)意，但這種方法可能會(huì )變得有點(diǎn)單調乏味。為了簡(jiǎn)化設計流程和節省時(shí)間，Vicor最近推出了PowerBench白板工具(whiteboard)。白板工具是利用一組合適的Vicor電源轉換元件設計和分析電源系統的一個(gè)在線(xiàn)工具。利用白板工具就不再需要查看包含在數據表中的運行和效率參數，工程師只需利用在線(xiàn)工具繪制出電路框圖，所有計算即可在幾毫秒內完成。

　　由Powerbench白板工具產(chǎn)生的更精確、更實(shí)際的轉換效率達93.17%(以毫秒為單位自動(dòng)生成)

　　圖8：白板工具采用以毫秒為單位的自動(dòng)分析設計，并提供性能數據，節約了時(shí)間和精力。

　　通過(guò)將系統熟悉的草圖符號保留在白板工具上，添加參數自動(dòng)查找和計算，白板工具可進(jìn)一步縮短使用功率元件設計方法完成一個(gè)設計的時(shí)間。

　　此外，Vicor的解決方案選擇工具還可與白板工具緊密結合。因此，解決方案選擇工具推薦的設計可以自動(dòng)將設計導入白板工具，這樣工程師就不需要自己繪制系統。這時(shí)，工程師可以調整設計，以進(jìn)一步滿(mǎn)足他們的需求，并快速了解設計的效率。

　　結論

　　功率元件已經(jīng)成為幫助工程師為當今電子系統設計復雜、高性能電源系統的一個(gè)關(guān)鍵因素。因為電源設計專(zhuān)家已經(jīng)優(yōu)化了效率、功率密度、瞬態(tài)響應、EMI和成本效益，幾乎所有電子工程師都可以利用這些器件開(kāi)發(fā)出一個(gè)電源系統，來(lái)滿(mǎn)足具有挑戰性的高性能要求。

　　在要求更好散熱性能的推動(dòng)下，近期出現了許多功率元件創(chuàng )新。ChiP平臺提供了采用雙面冷卻的強于熱散熱的解決方案，是板上電源一個(gè)很好的范例。在未來(lái)，其他創(chuàng )新將進(jìn)一步簡(jiǎn)化電源系統設計人員的任務(wù)，特別是在電源的前端。

　　這篇文章表明，功率器件設計方法提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的三步方法，使工程師，即使不是電源專(zhuān)家，也可以構建能夠提供高效率和高功率密度的復雜電源鏈。通過(guò)使用在線(xiàn)工具，這種方法得以進(jìn)一步簡(jiǎn)化。但是，不像許多設計方案那樣，功率元件設計方法消除了來(lái)自設計過(guò)程的痛苦和風(fēng)險，而無(wú)需工程師花時(shí)間學(xué)習技術(shù)。無(wú)需特殊培訓，工程師們就可以使用這一方法，縮短研發(fā)時(shí)間，同時(shí)確保優(yōu)化他們的下一個(gè)電源鏈，以提供所需的性能。