晒WEBENCH设计的过程+基于PIC单片机的FPGA脱机编程系统电源设计

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晒WEBENCH设计的过程+基于PIC单片机的FPGA脱机编程系统电源设计 [复制链接]

   因为一直以来接触的都是Actel的基于Flash架构的FPGA,相对于其他厂家的FPGA对于一个穷屌丝来说500RMB左右的FlashPro3算得上是一笔不小的开支。所以，个人打算DIY一款可以烧写Actel Flash架构FPGA的烧写器，第一步设计主要针对Actel标准型器件ProANSIC3系列，再限制一下范围就是A3P250以下的器件。由于Actel官方提供了DirectC的源代码，所以DIY就是以此为核心开展。处理器选择可以使8位、16位、32位。我的设计是以PIC18F4525为主控芯片，因为手头有一个PIC单片机调试工具Kit3!本来打算用MSP430FR5739遗憾的是手头又没有仿真工具，所以就选择了Microchip的18系列。等初步实现功能后再升级到其他芯片！由于FPGA的烧写采用软件模拟JTAG，所以电压的稳定对于JTAG时序稳定来说至关重要，所以欲选择LDO芯片作为电源转器件。为了使用USB口取电并兼顾手机锂电池，我选择输入电压范围为3.5V~5.5V，输出3.3V@300mA.峰峰值纹波优于10mV。进入WEBENCH设计：http://www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/analog/webench/overview.page
在WEBENCH的电源设计选项卡中输入相关的电压参数。并点击“开始设计”进入设计方案选择页面。

图：输入电源参数

在弹出的电源方案类型中选择“Module”

图：电源类型选择

在生成的诸多方案中我们继续进行筛选。在“功能特色筛选”选项卡中将“Reg.Type”限制为“LDO”,则方案列表会自动更新，仅显示LDO类型的方案。

图：LDO类型

选择方案列表中的LMZ38691-3.3，并点击“开启设计”按钮，进入该方案的设计页面。

图：选择方案

BOM清单：
首选在工具栏中选择"BOM"进入到该方案的元件清单视图。

图：元件清单

可以看出，该方案只有2个电容和一片IC即可完成稳定电压输出。大大节省了PCB的面积。通过工具栏的“Excel电子表格”将元件清单保存为Excel格式，方便采购。
图表查看：
在工具栏选择“图表”可以查看该方案的设计图表。

图：图表

原理图很简单，这里就不再赘述原理图了。
工作数值：
在工具栏点击“工作数值”进入该方案的各个工作点状态值，通过点击工具栏的“ExcelExport”将该表格导出为Excel格式，方便调试该电路。

图：工作点参数值

仿真分析：
在工具栏点击“仿真”进入该方案的仿真页面。选择仿真类型为“SteadyState”,点击“开始仿真”并等待仿真结果。

图：SteadyState 仿真

可以看出输出电压偏差最大为0.06%，及其精准。
更改仿真类型为“Input Transient”，点击“开始仿真”并等待仿真结果

图：Input Transient仿真结果

更改仿真类型为“Output Transient”，点击“开始仿真”并等待仿真结果

图：Output Transient仿真结果

通过单击拖动鼠标放大细节部分，可以看出在阶跃变化负载下，输出电压稳定程度。

图：局部细节

打印方案报告：
以上步骤完成了该方案的设计选择与仿真分析，通过在工具栏点击“打印”可将设计报告以PDF格式打印输出。

图：打印设计报告

设计文件输出：
在工具栏点击“”，将设计方案以AltiumDesigner格式输出。
设计心得：
在这个简单的LDO供电系统的设计过程中，WEBENCH将LDO的设计要点发挥的淋漓尽致。确保了设计要求的完整性。让工程师不再为选择LDO而花费大量宝贵的时间。

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