【社区大讲堂】如何利用WEBENCH快速设计

lixiaohai8211

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第一讲   WEBENCH的简介和登陆

1.1 WEBENCH的简介

WEBENCH是美国国家半导体推出的一款功能非常强大的在线设计和仿真工具，可以对电源、LED、放大器、滤波器、音频、接口、无线以及信号路径进行设计与仿真。

1.2 WEBENCH的登陆

要想利用Webench进行电路设计和仿真，首先我们就需要登陆该在线工具，目前可选的有两种方式，一种是通过EEWORlD论坛的链接进入，另一种是通过在浏览器的地址栏里直接输入网址登陆。下面我们一一介绍。

1.2.1 通过EEWORlD论坛的链接登陆

第一步，点击Eeworld的宣传链接，如下图红圈所示：

打开如下页面，这个是参加比赛的页面，当然如果你对参加Webench的比赛感兴趣，你也可以看一看（小提示：比赛很容易获奖的啊）。点击右下角的红圈所示绿色按钮Try it Now

打开如下页面

紧接着会进入如下页面

这个时候就需要注册了，如果你已经有账号的话也就不需要注册了，因为我之前注册过，因此，我就不用注册了，我直接登陆，其实这里的注册过程也是很简单的，这里就不详述了，和其他一些网站的注册没什么区别的，但是要注意一点输入的注册信息要全部是英文的。

登录后会出现如下界面

这时候就可以开始你的新设计了。


[ 本帖最后由 lixiaohai8211 于 2010-4-30 09:51 编辑 ]

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1.2.2 输入网址登录

上面我们讲了第一种登录方式，下面我们看看第二种登录方式。其实这种是很简单的，直接在浏览器的地址栏里输入以下网址就可以登录。网址http://www.national.com/analog/webench。登陆后界面如下

直接点击红圈标出的Start your design，就可以进入WEBENCH开始新的设计了。

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第二讲   WEBENCH的菜单介绍

对于任何一款软件来说都有自己的菜单，Webench也不例外。下面我们讲讲Webench的一些功能按钮。看图

在Webench的设计里一般都有上图所示的这些按钮的存在，我们看看每一个按钮的功能。

Back：返回，这个没什么好说的，呵呵。

New：开始一个新的电路设计。

Solutions：查看设计电路的所有解决方案。

Visualizer：查看电路设计的全部相关信息。

BOM：查看设计电路的材料表。

Charts：查看设计电路的图表信息。

Schematic：查看设计电路的原理图。

Optimize：对设计电路进行优化。

Op Vals：查看更改设计电路的技术指标。

Sim：对设计电路进行仿真。

Print：打印设计电路的信息。

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第三讲   开始一个新的设计

对于电子工程师来讲，电源部分应当是使用最多的。下文就通过一个例子来简要介绍使用Webench来设计电源与仿真的基本流程。设计与仿真的流程基本上分为选择芯片、进行设计、分析设计结果（即仿真）三步。在设计电源的时候我们有一些技术参数是要提前订好的，这些参数包括：输入电压（1V~100V）、输出电压（0.6V~300V）、功率（高达300W）、效率（高达96%）、频率（高达3MHz）、方案大小（14mm2或以上）。

这里我们设计的电源是一个DCDC，要求输入4.5V~5.5V，输出3.3V，4A。下面我们就开始设计。

3.1 芯片(IC)的选择

点击如上图中的NEW按钮（红圈所标部分），就会弹出一个对应的设计输入窗口，如下图示

按照我们的要求输入以下几个参数：

1、Vin Min：输入电压的最小值，这里输入4.5

2、Vin Max：输入电压的最大值，这里输入5.5

3、Vout1：输出电压大小，这里输入3.3

4、Iout1：输出电流大小，这里输入4

5、Op Ambient Temp：工作温度，这里输入25

以上5个为主要参数，具体的值根据自己需要输入即可，上面的值是我作为例子输入的值。下面的为一些其他的参数，根据自己要求输入即可。包括可以输出2路或者3路，是否带输出的开关控制等。

输入完参数之后，点击如上图中红圈标示按钮，就会出现Webench推荐的利用美国国家半导体的IC设计的电路，如下图

在这个图里，上半部分分四块，从左往右，依次是WEBENCH优化器（WEBENCH Optimizer）、改变输入参数（Change Inputs）、滤波特征（Feature Filters）、滤波结果（filter Results）。下半部分分两块，左侧是高级图表（Advanced Charting），右侧是WEBENCH给出的解决方案（Switcher Solutions）。在这里你可以根据具体应用那个IC来选择解决方案。如果对输入参数有更改，可以直接在改变输入参数块里更改参数，再点击绿色按钮Recalcalate即可。

在Webench给出的解决方案和电路拓扑结构多达20种，你可以认真选择适合你所需要的一种即可。这里我们选择IC LM5088，Buck结构。

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3.2 电路设计

在上一节里我们选择了芯片LM50888，点击它后面的绿色按钮Start Design，开始我们的设计，得到如下图

在上面的图中左上角你可以通过调整优化旋钮（Oprimization Tuning）来选择合适的电路板大小（Footprint）和电源效率（Efficient）以及成本（BOM Cost）。一般情况下，Webench都会为我们选择一个比较折中的数值。这里我们例子里就不做调整了。如果你对开关频率（Frequency）和软启动时间（Soft Start Time）有特定的要求，也可以在左侧高级选项（Advanced Options）的开关频率和软启动时间里输入你所需要的数值，这里例子里我们也不做调整。如果你输入数值的话，就需要点击绿色按钮Update来让Webench为我们重新计算并推荐方案，这样当然就返回第一步里的元件选择了。

点击图表（Charts）部分可以查看你设计的一些图表信息，比如效率、占空比等。实际上在这张图里，你可以点击并作调整设计的部分当你鼠标移过去的时候都会有提示，如下图示

我鼠标移到原理图部分的时候出现如图中提示“Click here to view Schematic”，点击进去之后，你就可以查看并修改你设计的原理图了，如下图示就是我们设计的原理图

移动图中红圈标示出的三角形，可以调整原理图的大小，将鼠标放在对应的器件上还会有相应器件的信息，如下图示是我将图放大后鼠标放在二极管D1上时的提示

在这个提示里有关于D1的全部信息，包括产品编号、生产厂家、主要属性等信息，同样你如果觉得该D1的参数不合理你还可以双击D1对其参数进行更改。

看完了原理图我们还可以点击上图中的Back按钮返回刚才的界面。接下来看看我们设计的电路的技术指标，同样鼠标移到技术指标（Operating Values）块里，然后点击得到下图

在这个图里，我们可以看到我们设计的电路的全部技术指标，如开关占空比、电源效率、工作频率、工作状态、输出功率等等很多你所关心的参数都可以看到。我们也可以通过更改输入（Vin Op）和输出（I Load）并点击绿色按钮Recalculate来调整电路的技术指标。

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3.3 仿真

仿真实际是对我们设计电路验证的一个过程，分两个步骤。

第一步，选择仿真的类型（Select Simulation Type），可以是伯德图（Bode Plot）、输入暂态（Input Transient）、负载暂态（Load Transient）、开机时刻（Startup）和稳态（Steady State）五种，如下图示。

第二步，点击绿色按钮Start New Simulation，之后就会出现你选择的仿真类型的图。当然仿真都是需要时间的，一般最慢的不会超过5分钟，但是也有例外的，呵呵，比如例子里的输入暂态仿真我就用5分钟，但最终还是没出来。

下面我们看看例子里电路的各种仿真图，首先伯德图，如下图示

开机时刻，如下图示

稳态图，如下图示

输入暂态图，如下图示

由于没有仿真出来，就没有了，呵呵。

负载暂态图，如下图示

lixiaohai8211

第四讲 设计电路的导出

4.1 材料表的导出

接下来我们再返回看看我们设计电路的材料表吧，想必这个大家都很关心吧，不用我说怎么进了吧，看图

在这个图里，我们可以通过点击红圈里的Excel来倒出来电路的材料表，当然也可以通过对应器件后面的绿色按钮（篮圈标示）来更改器件的一些参数。

lixiaohai8211

4.2 其他信息的导出

我们再点击返回，看看我们的整体设计，我们点击Your Complete Design块里的Design Documentation，得到下图

点击图里的蓝色按钮Print就可以打印出我们设计的电路的所有信息。

另外，我们也可以分享我们的设计，通过点击Your Complete Design块里的Share this Design来实现，也可以拷贝我们的设计，通过点击Your Complete Design块里的Copy this Design来实现，这里就不做详细说明了，大家可以试试啊。

小提示：用Webench设计出来的电路并不是完全精确的，有的时候还是有一定的误差，但是这个一般通过仿真都可以看出来，如果有问题，你还可以调整。

附件里是我们例子里所设计的电路的全部信息（PDF文档），和一个Excel格式的材料表。

电路设计信息： Design 14_LM5088MH-1.pdf (536.5 KB, 下载次数: 44)

2010-4-30 09:48 上传

点击文件名下载附件

材料表： BOM_1024101_14.rar (921 Bytes, 下载次数: 34)

2010-4-30 09:49 上传

点击文件名下载附件

[ 本帖最后由 lixiaohai8211 于 2010-4-30 09:49 编辑 ]

lixiaohai8211

以上教程PDF版本： 如何利用WEBENCH开始你的设计.pdf (1.42 MB, 下载次数: 317)

2010-4-30 09:50 上传

点击文件名下载附件

soso

辛苦啦 ：）

lixiaohai8211

为人民服务不辛苦！

水牛

学习啦，多谢版主分享

逍遥

：）

fhy

楼主真辛苦

onlytigercan

原帖由 lixiaohai8211 于 2010-4-30 09:42 发表 3.3 仿真仿真实际是对我们设计电路验证的一个过程，分两个步骤。第一步，选择仿真的类型（Select Simulation Type），可以是伯德图（Bode Plot）、输入暂态（Input Transient）、负载暂态（Load Transient）、开 ...

不明白XXX sim：XX  （就是图表中竖直的文字）都代表什么意思？

petezhanghui

谢谢

ANGELJJAY

谢谢啊

hjhhhjy

kalvenyellow

这个以前也搞过，不过后来有点担心不实际，没有继续了，还是很谢谢楼主的努力啊。

lulovehf

感谢楼主的无私分享，下来学习学习