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【WEBENCH设计分享】应用在数据采集中的9V转3.3V输出的电源设计

一、方案描述:        在数据采集过程中,当使用的单片机的内部ADC性能不能满足时,必须采用外加ADC、放大器的方法来实现,这个时候问题来了,在数字和模拟电路混合的板子上,采用一路单独的电源供电有可能会产生干扰,对于模拟信号电压只有几mV~几十个mV,哪怕一点干扰就要命了,采不准了。于是,在设计板子的过程中,必须将模拟地和电源地及数字地隔离,数字电源和模拟电源隔离,这样才能防止干扰。
二、电源设计描述:
    在使用MSP430F149为平台的设计中,采用了一片高速16位ADC+一片3.3V供电的低噪声运算放大器。电源采用了9V锂电池作为动力,也可以换成普通小型变压器,输出最大电流:600mA. 输出的一路3.3V电源作为MSP430F149及其他74逻辑芯片供电,一路3.3V专门用于ADC和放大器供电,两个地分开设计,采用磁耦单点隔离开。

三、WEBENCH电源设计:  
   下面分享我这个设计方案:

    1、点击开始按钮:

         

 2、这里采用了多负载工具来进行设计,在出来默认界面后,增加一路负载,将输入电压:设置为:9V,两个输出电压设置为:3.3V,一个输出电流设置为:200mA,一个设置为:100mA工作环境温度,选择默认:30℃。其它参数选择默认,提交需求。截图:

提交需求后,系统会生成一个电源框架和芯片预览,继续点击下一步会出来芯片方案预览,这里采用了优化按钮,选择最低成本方案

4、系统给出了一个基于TPS62172的芯片方案,这个地方用了两个同样的芯片,便于电路设计,在【检视和编辑】环节中,不再考虑更换芯片方案了。点击创建工程按钮,进入下一个环节。

   

           
    5
、最后生成的这个界面就是一个完整的界面了,里面包含内容非常广泛,不但有电路原理图,仿真图表,BOM表,工作数值,优化设计按钮,还有工程的相关信息,芯片架构预览图等。这个真是太详细了,非常给力!通过界面可以把设计分享给别人,方便信息共享!哈哈,下面是系统界面:右侧点击一下就可以把原理图导出来。

        


四、设计总结及报告:
    下面是系统自动生成的设计报告和原理图截图。系统采用了两片TPS62172芯片,总BOM成本:2.04美元,14个元件,平均整体效率:87.055%,还是很高的,以前用的AMS117可比不上。有了这个工具真是好,设计电源又快又省力。WEBENCH工具非常易于使用,设计时间短,通过设计工具获取的各项参数符合实际应用,并且工具提供了包括电路原理图、系统BOM清单,效率表等详细报告,使得非电源专业工程师也能设计出高效的电源!这个工具太棒了!      

   下面附上工程架构图,电路原理图及效率图表,可谓直观清晰,有了这个好工具,设计电源真是如此简单!

  



  附件是利用WEBENCH工具生存的设计报告!


                                    
               

Neil Li:

多谢楼主,学习了。

Given Ding:

感谢楼主分享与使用。

webench的power architecture功能能够提供多负载的电源以及为某些芯片诸如DSP或者非TI公司的一些处理芯片提供类似power tree的电源方案,这确实也是webench功能的一大好处。但目前power architecture没有提供时序控制的电路,这还正在开发当中。

这里也分享一下个人的一些经验,power architecture 中还可以设计两级式的电源架构,在生成方案后,可以将某一路电源设为另一路电源的负载。

yyl830113:

回复 Neil Li:

TI专家,应该向您学习,这个软件非常人性化,很好用!

yyl830113:

回复 Given Ding:

恩,这个以前就发现了,还有一个问题是,在多电源架构下,只能输入直流电压,无法使用交流输入电压。

请问Given Ding专家,我对这个两级式电源架构还是很感兴趣,不知道怎么去操作,您嫩给出一个例子或图示吗?另外,如果在电源架构中,我不选择独立电源的话,会出现您说的这个两级式电源架构,不知道您指的是不是这个呢?

Given Ding:

回复 yyl830113:

您好,

感谢您的回复。

我指的两级式方案如下:这里给出一个设计要求:Vin=9V-14V,Vout1=5V,0.5A,Vout2=3.3V,0.5A.

设计方案有两种:两路电源分别接Vin,一路输出5V,一路输出3.3V。或者,一路接Vin输出5V,另一路接到5V输出再输出3.3V。

webench中两种设计方案都可以实现,通常webench默认生成的方案是第一种,我所指的两级式的就是指第二种。如附件所示。

 

yyl830113:

回复 Given Ding:

TI专家您好,感谢您的回复!

您说的这个功能我经常用到,这个在我上次的回复中提到,在多电源架构下,不勾选 使用独立电源的情况下,系统默认会生成这种多级式的电源,如果想生成我在方案中描述的方案,需要勾选 独立电源才行。下面是一个12V输入 5V 3.3V 1.8V三负载输出的情况一个截图

Given Ding:

回复 yyl830113:

您好,

感谢您的分享,很高兴能和你进行交流。也希望您能继续支持并使用webench工具。

yyl830113:

回复 Given Ding:

TI设计的这款工具确实非常好用,节省大量精力和物力,很好的工具,发现webench工具现在增加了一些新的型号,希望工具能优化的更好,增加的产品更多!这样大家用着就更加方便了

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