晒WEBENCH设计的过程 + 24V供电BLDC驱动器电源架构设计
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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:
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