眾所周知，電源設計過程是一項極為艱難的工作，從對復雜電路的理解到尋求芯片經(jīng)銷商的幫助，沒有一件是輕松容易的事情。分享幾種主流的電源設計工具，利用現(xiàn)有的一些軟件和硬件工具，降低電源設計的復雜度，將電源設計真正掌握在自己手中。

1、PI Expert Suite

PI Expert 是PI公司推出的一款用于單片開關電源的計算機輔助設計軟件，也稱為PI Expert專家系統(tǒng)，目前的版本是9.0。它能根據(jù)設計人員的要求，在輸入了一系列技術指標以后，自動生成電路拓撲、設計結果、材料清單、PCB布局、變壓器參數(shù)和結構等。在1-5分鐘內，就可以完成一款單片開關電源的設計工作。目前支持的單片IC有以下幾類：

TOPSwitch-GX PeakSwitch TinySwitch-II TinySwitch-III DPA-Switch

LinkSwitch-II PI Expert Suite 9.0。新版軟件現(xiàn)在增加了對其LinkSwitch™-PL和LinkSwitch-PH LED驅動器IC以及近期推出的TinySwitch™-4離線式開關IC產(chǎn)品系列的設計支持。V9.0還附帶一款增強的電路原理圖處理工具，借助這個工具，設計師可將自動生成的電路原理布局圖所創(chuàng)建的最終BOM上傳至選定、可滿足設計需求的領先分銷商。

PI Expert：是自動化的圖形用戶界面（GUI）程序，它可以根據(jù)用戶的電源規(guī)格參數(shù)，自動生成圍繞Power Integrations某一IC產(chǎn)品系列的電源轉換方案。PI Expert可提供構建和測試工作原型所需的所有必要信息。這些信息包括完整的交互式電路原理圖、物料清單（BOM）、電路板布局建議以及詳細的電氣參數(shù)表。PI Expert還可提供完整的變壓器設計，包括磁芯尺寸、線圈圈數(shù)、適當?shù)木€材規(guī)格以及每個繞組所用的并繞線數(shù)。此外，還可生成詳細的繞組機械裝配說明。該程序可以將設計時間從數(shù)天縮短至幾分鐘。

PI Xls Designer：PI Xls Designer是基于設計表格的應用程序，能讓電源設計師在設計過程中獲得更多的控制。同時，也提供包括詳細的繞組機械裝配說明在內的變壓器構建支持。 PI Xls Designer根據(jù)您提供的有關輸入、輸出以及其他所有必需的設計規(guī)格來執(zhí)行所有必要的計算，以設計和評估采用Power Integrations的IC的電源轉換方案。

2. SIMetrix/SIMPLIS

SIMetrix/SIMPLIS美國Transim公司開發(fā)的軟件包。它包含兩個仿真內核－SIMetrix和SIMPLIS，共用一個原理圖編輯界面，界面簡單，相對更容易掌握。其中SIMetrix是在SPICE和XSPICE基礎上開發(fā)出來的混合信號電路仿真器，它和其他SPICE類仿真軟件類似，可以精確分析電路元件工作的暫態(tài)過程。SIMPLIS是以狀態(tài)空間法為基礎的仿真內核，它的元器件采用分段線性的建模方式，運算效率很高，仿真速度是一般SPICE類仿真軟件的10到50倍。并可以直接進行開關電源的小信號分析。適合于電源系統(tǒng)分析，設計和優(yōu)化。

SIMetrix SPICE本質上和PSpice等仿真軟件相似，此外還它還提供了豐富的分析模式，以AC分析為例，標準SPICE只能進行頻率掃描，SIMetrix SPICE可以提供5種掃描模式。例如通過對固定頻率下的放大器直流輸入電壓掃描，查看輸入偏置及其增益的關系曲線，或進行放大器源電阻噪聲掃描分析給出優(yōu)化值等等。同時可對電路做蒙特卡羅等分析，優(yōu)化電路性能。

SIMPLIS是“Simulation For Piecewise Linear System”首字母縮寫詞。專門為開關電源系統(tǒng)的快速建模仿真而設計。SIMPLIS對非線性器件采用分段線性建模，將一個完整的系統(tǒng)定義為線性電路拓撲的循環(huán)序列，以描述開關電源系統(tǒng)中半導體器件的開關特性。因此可以取得很高的速度，同樣硬件配置下，其仿真速度比SPICE類軟件快10到50倍，這一特點是SIMPLIS在工程應用中尤其是電源行業(yè)里與其他仿真軟件競爭的優(yōu)勢所在。其缺點在于分段線性模型沒有利用非線性方程描述的SPICE模型精確，因此在模擬實際電路波形方面，如開關電流，電壓尖刺等開關暫態(tài)過程可借助SIMetrix。

SIMPLIS具有兩種獨有的分析模式，POP（Period Operating Point）分析和AC分析。POP分析是一種快速確定開關電源穩(wěn)態(tài)工作點的算法。在這種分析模式下，電路無需進行較長時間電路啟動瞬態(tài)仿真，就可快速確定開關系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工作點。它比通常意義上的瞬態(tài)仿真快100倍以上。大幅縮短了仿真時間。 SIMPLIS另一個非常突出的特點是可直接對開關電源進行小信號分析。我們知道傳統(tǒng)的靜態(tài)頻率掃描方法并不適用于開關電路。

通常設計人員需要再次解析開關電源的狀態(tài)方程建立平均模型，建模難度較大，要求工程設計人員具備較好的拓撲分析和控制理論基礎。SIMPLIS的AC分析不需要獲得平均模型即可得到頻域響應，它模擬真實硬件電路的掃頻測量方法。在創(chuàng)建好的原理圖中加入AC擾動源即可進行小信號分析。其分析過程可簡單描述為首先開始POP分析，計算出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工作點，然后進行小信號掃描，得出所需頻域曲線。

為了完成設計，您需要返回到您的評估模塊，按照 SwitcherPro 的建議修改各項值，然后對您的新電路進行測試和驗證。最后，如果您是在線工作，便可以輕松地同其它人分享您的設計。