MPS 设计工具

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简介

MPS一直致力于为用户提供多种多样的仿真解决方案,目前已提供SIMPLIS模型、SPICE模型、DC/DC变换器设计模型以及Virtual Bench Pro

方便易用的设计工具(Design Assistant)是 MPS最受欢迎的工具,对它的需求逐年增长。图 1显示了用户对设计工具的需求以及应用数量的年增长率。

图 1:设计工具的需求与应用数量比例分析

其中,AC/DC 产品 设计工具因提供产品种类繁多、设计功能全面而尤其广受欢迎。

为简化设计工具,MPS 于 2021 年 5 月正式为发布了新的 AC/DC 产品设计工具文件。这些新文件包括功能增强、接口更新和 QA 测试。此次更新之后,AC/DC 设计工具 的下载频率逐月增加,如图2所示。

图 2:AC/DC 设计工具月下载量

本文将探讨AC/DC 设计工具的优势所在。

改良的设计工具界面

改版后的设计工具采用了与 MPS 官网相似的界面风格,营造了一种和谐统一的用户体验。界面上的输入、输出和注释等参数字体规范也做了统一。新的设计工具界面如图 3 所示。

图 3:新的设计工具界面

说明(Instruction)页面提供了清晰的指南和帮助,并对每个页面的设计步骤做出注释,用户可以轻松上手。如果想要了解更多的设计过程细节,详细说明(Detailed Instruction)页面则涵盖了每个关键参数的设计步骤。

设计工具的指南界面如图 4 所示。

图 4:设计工具指南界面

目前提供的 AC/DC 设计工具 涵盖了反激式应用、功率因数校正 (PFC) 应用、LLC 应用和一体化应用产品。大多数工具都包含外部电路设计以及变压器设计。设计文件支持一键打印,用户可获取初步设计,并结合其他MPS仿真模型快速验证设计性能。因此,MPS能够帮助用户有效缩短和简化开发过程。

设计工具的设置

请遵循以下步骤来设置设计工具:

  1. 进入 MPS官网上的 产品页面 ,在 AC/DC 产品线中进行筛选,选中相关产品。

  2. 在产品详情页面,点击“设计资源”选项卡下的“XLSX”,无需登录即可下载设计工具。

    本文将以 MPX2001为例进行说明。MPX2001 是一款集成了原边驱动电路、副边控制器和同步整流驱动器的一体化反激式控制器。下面将通过MPX2001展示其设计工具,并使用 SIMPLIS 模型在 SR 模式下验证其功能。

    图 5 为 MPX2001产品详情页面上的设计工具下载界面。

  3. 图 5:MPX2001 产品详情页面的设计工具下载界面

  4. 下载并保存“设计工具”选项卡下的 MPX2001 设计工具以及 MPX2001 SIMPLIS 模型。

  5. 根据设计工具中的提示输入基本参数,并修改 SIMPLIS 模型中的推荐值。

图 6 所示为 AC/DC 设计工具中的输入电容参数相关示例。输入电容值由输入电源和输入电容功率系数 (K_InputCAP) 确定。

图 6:AC/DC 设计工具中的输入电容设置

图 7 所示为 AC/DC 设计工具 中的变压器相关设置示例。根据原边等效输出电压 (VRO) 和电流纹波系数 (KP) 等关键参数,可以确定出变压器匝数比、原边MOSFET 管耐压和原边电感 (LM)。

图 7:AC/DC 设计工具中的变压器相关设置

输出电容的选择应基于输出电压纹波(参见图 8),而RCD 缓冲电路、补偿网络和 EBO 电阻器等其他设计也以类似的方式进行选择。

图 8:AC/DC 设计工具中的输出电容选择

在设计工具中使用 SIMPLIS 软件获取的 MPX2001 仿真结果如图9所示。根据设计,可以得到原边、副边电压、电流等关键节点的波形。

图 9:MPX2001的SIMPLIS 模型仿真结果

一旦确定了主电路,用户就可以在变压器设计界面输入 BMAX 和 JMAX 值. 这些数值可以使用推荐的磁芯 AP 来选择,或者手动输入变压器参数以获得匝数和直径等规格值。

图 10 所示为 AC/DC 设计工具的变压器设计界面。

图 10:AC/DC 设计工具的变压器设计界面

结论

MPS 先进的设计工具通过缩短开发过程为用户提供了战略优势。本文以 MPX2001 为例介绍了 AC/DC 设计工具,并验证了其设置过程和功能。此外,MPS 官网还提供适用于其他电路(如 LLC 应用和 LR 设计)的设计工具文件。

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