晒WEBENCH设计的过程 + 24V供电BLDC驱动器电源架构设计

fengye5340

晒WEBENCH设计的过程 + 24V供电BLDC驱动器电源架构设计 [复制链接]

本帖最后由 fengye5340 于 2014-7-9 13:49 编辑

一、方案介绍：

在24V供电的BLDC驱动器应用中，其电源电路一般要采用多路电源来实现。主要是控制器电路，光耦隔离和运放电路，三相H桥MOS驱动器电路，电机本身供电。本设计方案中控制器采用3.3V供电，光耦和运放电路采用5V供电，三相H桥MOS驱动器采用15V供电，针对这样的需求，可以采用三级电路方式实现。第一级，24V转15V,第二级，15V转5V，第三级5V转3.3V。在第一级电路中采用了TPS54332这个芯片，第二级电路采用TPS62143，第三级LDO电路采用LP38693-Q1。在设计时，采用了最小成本方案。下面是利用webench设计过程：

二、Webench设计：

1、【开始设计】从EEworld活动界面进入德州仪器官网，在下图界面点击【Power Architect】

2、【设置参数】系统启动进入一个默认界面，如图：

在界面中设定参数，Vin=24V,Vmax=24V,外部温度设定在40℃。除了默认的一路负载：3.3V/0.5A外，另外增加两路负载，分别为：15V/2A,5V/1A。对3.3V电源芯片，勾选【LDO Supply】选项，然后提交项目需求：

3 、【方案优化】提交项目需求后，系统进入优化界面，默认优化方案是中间位置，可以看到总体成本4.23美元，这里我们选择最小BOM成本选项，优化后，进入下一个步骤。

4、【检视/编辑器件方案】在此步骤下，不需要再做任何修改了，直接点击【创建工程】按钮，生成最终的设计方案

5、【输出设计方案】等待一会后，就出现了方案设计界面，通过【BOM】,【图表】，【原理图】，【优化】，【工作数值】，【导出原理图格式】，【打印设计报告】，【分享设计】等菜单，可以获取更多信息，下面是界面截图：

电源架构生成的设计报告内容较多，主要包含电源架构图和每个电源芯片的详细资料详细。通过报告，可以看到电源芯片总计成本：3.96美元；BOM元件数量：26个；整体稳态效率91.701%；整体功率3.317W，这个是理想状态下测试出的功率。实际15V电源用不了2A电流。

下面是详细的设计截图：包括电源架构图，各个芯片原理图等。

三、总结及感受：

在webench的电源设计应用中，我们用的最多的还是电源架构工具，因为复杂工业控制系统需要复杂的电源电路。在输入多负载电源时，webench工具提供了很多选项比如【独立电源】【LDO SUPPLY】等选项，后面这个很好理解，就是采用系统推荐的LDO芯片，而不是DC-DC芯片。而选择【独立电源】选项时，这里面大有文章。比如本设计方案，我们是采用三级电路来实现，所以就不能选择使用独立电源选项。那么如果勾选了这个【独立电源】选项会怎么样了，那将是24V分别作为输入，分别输出15V/5V/3.3V了，就不是我们希望的结果了，芯片成本也会高很多。

下面通过图例来说明不同点：

1、不勾选【独立电源】选项，实现了三级电路输出方式。

2、分别勾选【独立电源】选项，然后提交需求，

看到了吧，这样导致3个电源芯片是并联关系。直接由24V芯片生成5V/15V,因为选用LDO，所以3.3V要用2个芯片来实现。

通过比较可以发现，使用【独立电源】选项时导致成本上升，芯片增多，所以在设计多级电路时不采用这个。

设计并行电源芯片时采用！

四、设计报告：

webench_project_1284796_386_624563014.pdf (331.49 KB, 下载次数: 10)