MPS 設(shè)計(jì)工具

簡(jiǎn)介

MPS一直致力于為用戶(hù)提供多種多樣的仿真解決方案，目前已提供SIMPLIS模型、SPICE模型、DC/DC變換器設(shè)計(jì)模型以及虛擬書(shū)卷。

方便易用的設(shè)計(jì)工具（Design Assistant）是 MPS很受歡迎的工具，對(duì)它的需求逐年增長(zhǎng)。圖 1顯示了用戶(hù)對(duì)設(shè)計(jì)工具的需求以及應(yīng)用數(shù)量的年增長(zhǎng)率。

圖 1：設(shè)計(jì)工具的需求與應(yīng)用數(shù)量比例分析

其中，AC/DC 產(chǎn)品 設(shè)計(jì)工具因提供產(chǎn)品種類(lèi)繁多、設(shè)計(jì)功能全面而尤其廣受歡迎。

為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工具，MPS 于 2021 年 5 月正式為發(fā)布了新的 AC/DC 產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具文件。這些新文件包括功能增強(qiáng)、接口更新和 QA 測(cè)試。此次更新之后，AC/DC 設(shè)計(jì)工具 的下載頻率逐月增加，如圖2所示。

圖 2：AC/DC 設(shè)計(jì)工具月下載量

本文將探討AC/DC 設(shè)計(jì)工具的優(yōu)勢(shì)所在。

改良的設(shè)計(jì)工具界面

改版后的設(shè)計(jì)工具采用了與 MPS 官網(wǎng)相似的界面風(fēng)格，營(yíng)造了一種和諧統(tǒng)一的用戶(hù)體驗(yàn)。界面上的輸入、輸出和注釋等參數(shù)字體規(guī)范也做了統(tǒng)一。新的設(shè)計(jì)工具界面如圖 3 所示。

圖 3：新的設(shè)計(jì)工具界面

說(shuō)明（Instruction）頁(yè)面提供了清晰的指南和幫助，并對(duì)每個(gè)頁(yè)面的設(shè)計(jì)步驟做出注釋?zhuān)脩?hù)可以輕松上手。如果想要了解更多的設(shè)計(jì)過(guò)程細(xì)節(jié)，詳細(xì)說(shuō)明（Detailed Instruction）頁(yè)面則涵蓋了每個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)步驟。

設(shè)計(jì)工具的指南界面如圖 4 所示。

圖 4：設(shè)計(jì)工具指南界面

目前提供的 AC/DC 設(shè)計(jì)工具 涵蓋了反激式應(yīng)用、功率因數(shù)校正 (PFC) 應(yīng)用、LLC 應(yīng)用和一體化應(yīng)用產(chǎn)品。大多數(shù)工具都包含外部電路設(shè)計(jì)以及變壓器設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)文件支持一鍵打印，用戶(hù)可獲取初步設(shè)計(jì)，并結(jié)合其他MPS仿真模型快速驗(yàn)證設(shè)計(jì)性能。因此，MPS能夠幫助用戶(hù)有效縮短和簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程。

設(shè)計(jì)工具的設(shè)置

請(qǐng)遵循以下步驟來(lái)設(shè)置設(shè)計(jì)工具：

圖 5： MPX2001 產(chǎn)品詳情頁(yè)面的設(shè)計(jì)工具下載界面

進(jìn)入 MPS官網(wǎng)上的 產(chǎn)品頁(yè)面 ，在 AC/DC 產(chǎn)品線中進(jìn)行篩選，選中相關(guān)產(chǎn)品。

在產(chǎn)品詳情頁(yè)面，點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)資源”選項(xiàng)卡下的“XLSX”，無(wú)需登錄即可下載設(shè)計(jì)工具。

根據(jù)設(shè)計(jì)工具中的提示輸入基本參數(shù)，并修改 SIMPLIS 模型中的推薦值。

圖 6 所示為 AC/DC 設(shè)計(jì)工具中的輸入電容參數(shù)相關(guān)示例。輸入電容值由輸入電源和輸入電容功率系數(shù) (K_InputCAP) 確定。

圖 6：AC/DC 設(shè)計(jì)工具中的輸入電容設(shè)置

圖 7 所示為 AC/DC 設(shè)計(jì)工具 中的變壓器相關(guān)設(shè)置示例。根據(jù)原邊等效輸出電壓 (VRO) 和電流紋波系數(shù) (KP) 等關(guān)鍵參數(shù)，可以確定出變壓器匝數(shù)比、原邊MOSFET 管耐壓和原邊電感 (LM)。

圖 7：AC/DC 設(shè)計(jì)工具中的變壓器相關(guān)設(shè)置

輸出電容的選擇應(yīng)基于輸出電壓紋波（參見(jiàn)圖 8），而RCD 緩沖電路、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和 EBO 電阻器等其他設(shè)計(jì)也以類(lèi)似的方式進(jìn)行選擇。

圖 8：AC/DC 設(shè)計(jì)工具中的輸出電容選擇

在設(shè)計(jì)工具中使用 SIMPLIS 軟件獲取的 MPX2001 仿真結(jié)果如圖9所示。根據(jù)設(shè)計(jì)，可以得到原邊、副邊電壓、電流等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的波形。

圖 9： MPX2001的SIMPLIS 模型仿真結(jié)果

一旦確定了主電路，用戶(hù)就可以在變壓器設(shè)計(jì)界面輸入 BMAX 和 JMAX 值. 這些數(shù)值可以使用推薦的磁芯 AP 來(lái)選擇，或者手動(dòng)輸入變壓器參數(shù)以獲得匝數(shù)和直徑等規(guī)格值。

圖 10 所示為 AC/DC 設(shè)計(jì)工具的變壓器設(shè)計(jì)界面。

圖 10：AC/DC 設(shè)計(jì)工具的變壓器設(shè)計(jì)界面

結(jié)論

MPS 先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具通過(guò)縮短開(kāi)發(fā)過(guò)程為用戶(hù)提供了戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)。本文以 MPX2001 為例介紹了 AC/DC 設(shè)計(jì)工具，并驗(yàn)證了其設(shè)置過(guò)程和功能。此外，MPS 官網(wǎng)還提供適用于其他電路（如 LLC 應(yīng)用和 LR 設(shè)計(jì)）的設(shè)計(jì)工具文件。

審核編輯：湯梓紅