这些软件套件自然是针对特定制造商的设备量身定制的,但功能上有很多共通之处。.
虽然配置各个模块对于系统运行至关重要,但设计人员需要全面了解整个电力系统以及各模块之间的交互方式,才能发现并解决所有问题。现代电力开发软件充分认识到这一点,并提供先进的功能,支持从原型到生产的整个流程。.
软件通常运行在主机上,并通过诸如 PMBus 之类的公共总线与电源系统进行双向通信。为此,可以使用 USB 适配器,实现快速可靠的连接。例如,TI 的 USB-TO-GPIO2 适配器。.

图 1:电源设计软件通常支持从原型到生产的整个设计周期。
大多数软件都基于‘项目’运行,设计人员的第一步是使用电源设计软件在PC上创建项目文件。工作流程的第一步是通过选择系统中的每个器件来构建系统。这项工作全部在‘离线’状态下完成,器件是从软件内置的制造商提供的库中选择的。.
鉴于大多数制造商提供的产品种类繁多,通常都会提供产品搜索功能。如果已知零件编号,则可按零件编号进行搜索;此外,通常还支持其他搜索条件,例如产品类型、输出电压/功率、特性/功能以及设备尺寸。定期更新软件可确保所有最新设备均可选择。.
下一步是使用软件建立系统的基本参数——这包括设置PMBus地址以及系统中所有电压轨的定义。设计人员随后将使用软件进一步配置每个电压轨,定义电压、斜坡时间、故障参数等参数——具体取决于为每个电压轨供电的模块的功能。对于包含功能齐全模块的更复杂的系统,设置的最后一步是配置系统级功能,例如电压轨时序控制、跟踪和相位扩展。.
到目前为止,所有工作均已离线完成,无需PMBus连接,也无需任何硬件或焊接工具。目前,可以创建一个系统配置文件,用于在生产环境中配置设备/系统。.
然而,此时设计人员通常会选择在硬件上测试配置。所有配置信息都会通过通信总线(通常是 PMBus)发送到模块并存储在板载非易失性存储器 (NVM) 中。.
硬件评估和监控
现代电源设计软件通常提供的功能远比简单地配置模块和系统参数要强大得多。设计人员在系统通电运行以检查和调整其运行情况时,大多数软件都允许对性能进行详细的监控。.
最基本的监控方式是监测电压轨,但通常情况下,电源模块可以提供更多数据。根据所使用的软件包和模块,设计人员可以监测多个点的电压和电流等参数,以及模块温度、占空比和工作频率。这些参数可以连续监测,高级软件能够以图形方式呈现每个参数随时间的变化,并可选择采样间隔和监测持续时间,从而使设计人员能够准确了解系统的运行状况。.
许多电源模块都包含用于检测过电压、过电流、过温等故障的电路。电源设计软件也能监控这些报警和故障,设计人员可以利用参数曲线了解故障发生前系统的确切状态。.

图 2:配置信息可以从物理硬件发送和读取
设计和开发本质上就是一个迭代过程,电源设计软件也认识到需要调整和改进设计以实现最佳性能。设计人员可以读取模块 RAM 中存储的值,然后在软件中进行配置调整,之后再将调整后的参数重新加载到模块,并继续分析物理硬件。.
一旦开发阶段完成且设计稳定,该软件允许将配置写入最终配置文件,以便在制造环境中使用。.
热分析与评价
直到最近,电力设计软件中唯一缺失的重要功能就是对设计进行详细的热仿真。鉴于当今电力系统通常所需的性能和功率密度,仿真和分析可以确保在所有运行条件下都具有足够的设计裕度。.
今年早些时候,Flex 功率模块推出了其 V3.0 版本。 伟创力 Power Designer 软件, 该软件独具特色地将热分析作为标准配置。借助这项新功能,设计人员能够全面模拟其设计的散热性能,并观察改变关键参数(例如环境温度、PCB铜层厚度和强制风冷)所产生的影响。.
该仿真工具提供图形化输出,显示多个参数之间的依赖关系,例如温度与输出电流、输入电压或风扇转速之间的关系。基于这些信息,设计人员可以确认其设计符合所有降额准则和安全机构的要求,从而降低设计缺陷的风险。.