WEBENCH® Power Designer

電源設計をすぐに活用可能

セクション・タイトル

WEBENCH® Power Designer を使用すると、実際の要件に基づいて、カスタマイズされた電源を製作できます。電源設計を最初から最後までサポートしており、設計プロセスの全フェーズで時間の節約を可能にします。

入力電圧、出力電圧、電流に関する仕様を入力するだけで、カスタム電源回路がわずか数秒で表示されます。

電力効率、フットプリント、BOM(部品表)コスト要件をダイヤルで操作するオプションも用意されています。

WEBENCH ツール・スイートには大規模な受動部品ライブラリが付属しており、数万個の部品が登録されているほか、定期的に更新される価格や供給状況も確認できます。ループ補償の目的で必要とされるものを含め、必要な外部コンポーネントすべてが選択され、BOM(部品表)、回路図、推定されるフットプリントとともに表示されます。

以下の作業を実行できます。

  • 設計の過渡的動作を特性化する目的で、電気特性シミュレーションを実行
  • 熱シミュレーションの実施を通じて、温度に関する課題を識別および修正
  • 回路図と PCB レイアウトを、一般的な CAD ツール向けに直接エクスポートし、時間を節約して誤りを低減

WEBENCH Power Designer を使用すると、目標を達成するうえで最善のスイッチング・レギュレータ、リニア/低ドロップアウト(LDO)レギュレータ、または MOSFET コントローラを迅速に見つけることができます。

このツールの使用方法に関するステップバイステップの説明を確認するには、Power designer(英語)をご覧ください。

WEBENCH Power Designer のデモ(ノブを回すだけです)

選択、設計、プロトタイプ製作までをサポート

Power Designer は、パーツ選択から、分析と検証を含む回路設計、プロトタイプ製作に至るまで、設計の全フェーズをサポートします。

ツールの機能:

Visualizer

WEBENCH Visualizer ツールを使用すると、ユーザーの入力を満たすようにリアルタイムで計算された複数の設計を検討できます。25 種類のスイッチング電源アーキテクチャと、数万種類の受動部品を登録したデータベースから選択を行うことができます。小型フットプリント、高効率、BOM(部品表)コストの削減の観点で、すべてのソリューションを同時に最適化できます。多数の設計選択肢を検討し、
ニーズに最適なソリューションを選択することができます。

その他の設定

電源設計を実行するときに、設計全体とコンポーネントの機能を詳細に制御する必要がある場合や、性能に関する特定の目標を満たす必要が生じた場合は、WEBENCH Power Designer Visualizer の「その他の設定」機能を使用して、潜在的に利用可能な多数のソリューションから、カスタマイズされた少数の複合的なソリューションへと迅速に絞り込むことができます。

オプティマイザ・ダイヤル

WEBENCH オプティマイザ・ダイヤルを使用して、小型フットプリント、高効率、またはシステム BOM(部品表)コスト低減の間で回路設計を調整し、ソリューションの差別化と比較を行うことができます。簡単な操作で、セレクション・アルゴリズムがアクティブになり、リアルタイムで結果が生成されます。このツールを使用すると、WEBENCH の回路製作アルゴリズムを数分で調整できます。初期の結果は、設計のしやすさと、小型フットプリントおよび高効率の間でバランスをとることを重視して、バランス型の設計ソリューションを生成するように設定されています。出力を参照し、ダイヤルをもう一度回転させて、複数の選択肢をすぐに比較することができます。ユーザーの要件を満たす最善の設計であるとシステムが評価した選択肢が、ダイヤルのすぐ下に表示されます。

Electrical Simulator(電気特性シミュレーション)

WEBENCH Electrical Simulator(電気特性シミュレーション)を使用すると、動的な条件の下でカスタム回路の性能を検証できます。回路の動作開始、負荷過渡、入力過渡、定常状態、ボード線図、その他のシミュレーション・タイプを、使いやすいインターフェイスで実行できます。初期条件や、回路図の設定について心配する必要はありません。これらの作業は自動的に実行されるからです。立ち上がり/立ち下がり時間とパルスの持続時間に関する設計の要件を満たせるように、シミュレーションで使用する電圧源と電流源を修正することができます。また、部品の値を変更してから、修正後の BOM(部品表)の動作を検証することもできます。Electrical Simulator(電気特性シミュレーション)は、時間ドメインと周波数ドメインにおける設計の動作を観察するための最速の方法です。

WebTHERM™ 熱特性シミュレーション

WebTHERM 熱特性シミュレーション機能を使用して、カスタム設計で想定しているプリント基板(PCB)の温度特性を再現することもできます。出発点として使用されるのは、WEBENCH のカスタム設計が自動的に配置した部品を搭載したリファレンス・ボード・レイアウトです。その後、周囲温度、ボードの仕様、空気の流れなどの環境条件を定義し、使用するボードの環境に関する条件をシミュレートします。次に、WebTHERM は PCB のカラー温度マップをプロットするので、ボードのうちホット・スポットになる可能性のある場所を識別できるようになります。部品の移動、PCB の形状変更、各層の配置順序の編集を通じて PCB を再構成し、追加のシミュレーションを実行して、見つかったさまざまな問題を迅速に訂正することができます。  

Input Filter Designer(入力フィルタ設計)

CISPR の伝導 EMI 仕様を満たす必要がある場合、Input Filter Designer(入力フィルタ設計)機能を使用して、カスタマイズした電源設計に入力フィルタ・ブロックを迅速に追加することができます。この直感的な機能を使用して、入力インピーダンスを指定することができます。また、この機能は必須のノイズ減衰レベルを考慮に入れ、最適な入力フィルタ回路を生成します。この回路は、電源全体の安定性に影響を及ぼさずに、求められている EMI 仕様を満たします。この機能は、入力フィルタで使用するインダクタとコンデンサを自動的に選択してから、適切な RC 減衰係数を計算し、望ましくない発振が入力側で発生することを防止します。さらに、減衰のニーズ、ダンピング、サイズ、コスト、効率、電源設計の安定性も考慮に入れて、ユーザーが設定したノイズ目標を達成するうえで最善のフィルタを合成します。

Compensation Designer(補償設計機能)

WEBENCH 設計では、安定動作が確保されていますが、初期設定で採用されていない特定の受動部品を使用したいケースも発生します。Compensation Designer(補償設計機能)を使用すると、必要とする特定の部品を使用して、回路の補償ネットワークの設計と最適化を迅速に実行することができます。補償に関する複数の選択肢から、ループ性能を分析/比較し、要件に最適なデバイスを選択できます。多くの場合、補償設計は複雑で、時間を消費します。この機能を使用すると、自動モードと手動モードのどちらも使用できるので、自分で制御を行うか、希望のループ仕様を満たすように自動的な調整を実行させることができます。  

Schematic Editor(回路図エディタ)

WEBENCH Schematic Editor(回路図エディタ)は、回路図のキャプチャとシミュレーションを実行する使いやすいオンライン・ツールでカスタマイズとシミュレーションを行えるように、従来は存在していなかった新しい領域を切り開きます。電源設計の回路図をユーザーが編集するフレキシビリティが実現します。回路や配線の追加と削除を行ってから、Spice シミュレーションを実行することができます。

最初は WEBENCH の通常のカスタム設計フローを出発点とし、設計の新しいコピーを作成します。そうすれば、リファレンスとなる回路図をそのまま保存しておくことができます。その後、自由書式の編集ツールを使用して、コピー先の回路図で配線の変更、付加的な受動部品やオペアンプやシミュレーション信号源の追加を実行できます。多様な電圧源や電流源が使用できるので、さまざまな種類の Spice シミュレーションを実行し、更新後の設計のダイナミック特性を分析できます。その後、更新後の設計を、必要に応じて外部シミュレータにエクスポートすることができます。  

エクスポート

Power Designer の Export(エクスポート)機能を使用すると、カスタマイズ済みの WEBENCH 設計を、代表的な CAD/シミュレーション・プラットフォーム向けにその場で変換できます。Power Designer で製作した設計から、回路図、ボードのレイアウト、電気特性シミュレーションをすぐにエクスポートでき、時間を節約して誤りを低減することができます。

「Build-It」機能

ここまでで、Power Designer を使用して設計の製作と分析を行いました。今度は、プロトタイプを製作したいと考えるはずです。Power Designer は、実際の部品を収録したライブラリを使用して、世界各国の販売特約店からの情報に基づいて定期的に更新される入手状況を考慮に入れた BOM(部品表)を作成します。最適化済みの設計を注文し、製作したその日のうちに出荷まで進むように手配できることもあります。WEBENCH Build-It は、BOM(部品表)、回路図、設計の仕様、およびシミュレーションの結果という、設計を組み立てるための包括的な資料を提供します。そのため、キットを受け取ってすぐに、設計の組み立てとテストを実行できます。  

製品サポート:

電源設計の仕様を入力した後、回路カリキュレータは TI の幅広い製品ラインアップから最善の電源 IC 設計ソリューションを自動的に選択し、表示します。ユーザーは Power Designer の各種オプションを使用してソリューション・セットのカスタマイズと絞り込みを行い、効率、サイズ、コストの間でトレードオフを考慮することができます。入力した要件に応じて、降圧(バック)、昇圧(ブースト)、フライバック、反転型、SEPIC(降圧/昇圧)、またはその他のトポロジーに対応する電源 IC と、その IC に関連する包括的な設計が推奨されます。電圧モード、電流モード、エミュレーション電流モード、ヒステリシス制御、その他の制御という各方式のスイッチング・レギュレータは、統合型のスイッチング電圧レギュレータと、MOSFET 分離型の DC-DC コントローラ・ソリューションの両方でサポートされています。Power Designer でサポートされている IC 製品のリストを入手してください。

DC/DC スイッチング・レギュレータ 

Power Designer は、商用、産業用、車載の各アプリケーションに適した DC/DC スイッチング・レギュレータ、コントローラ、モジュールの複数のファミリをサポートしています。これらのファミリは、広い入力電圧、低い入力電圧、使いやすさ(SIMPLE SWITCHER™ モジュール)、高い電力密度(SWIFT™ コンバータ)など、実際のアプリケーションにとって重要な設計要件を満たせるようにカスタマイズされたものです。  

モジュール
コンバータ
コントローラ
高度に統合

絶縁型と非絶縁型のオフライン AC/DC と高電圧 DC/DC 製品

オフライン・アプリケーションや高電圧アプリケーション向けの電源設計には課題が生じることがありますが、WEBENCH Power Designer はこのような課題に対応でき、設計作業を容易にできます。実際の電源要件を満たす適切なコントローラを選択し、BOM(部品表)、フットプリント、効率の観点で設計のトレードオフを表示した後、設計の選択肢を絞り込む方法を採用すると、一連のツールの中で Power Designer が重要な役割を果たすことが理解できます。100 種類以上の TI 製オフライン AC/DC コントローラが利用できるので、適切な製品を見つける作業は以前より大幅に容易になっています。この機能により、選択した TI 製コントローラに適したカスタム・トランスを設計する能力が手に入ります。また、トランスを構築する方法に関する手順を記載したアセンブリ資料も付属しています。WEBENCH Power Designer は TI のオフライン AC/DC と高電圧 DC/DC コントローラ / コンバータ製品ラインアップを活用した、プラグイン・デバイス用電源アダプタ設計や、産業用システム向け高電圧 DC/DC コンバータ設計を可能にします。

最適な高電圧部品を見つける方法や、ニーズに最適なカスタム・トランスを設計する方法を確認  

リニア/LDO レギュレータ

リニア/LDO レギュレータは、通信、医療、産業用など多様なシステムで重要な役割を果たします。WEBENCH Power Designer は、セレクション、設計、解析を行うための包括的な環境を提供するので、実際のアプリケーションに適したカスタム・リニア電源を製作できるようになります。このツールは、ドロップアウト電圧や温度特性のような重要なパラメータを考慮に入れ、包括的な熱シミュレーション環境を提供します。  

車載認証取得済みパーツ

WEBENCH 環境には、車載認証取得済みパーツを使用して設計を行う場合に役立つ一連のツールがあります。これらのツールは、オートモーティブ・グレード IC を採用した結果を提供するので、カスタム電源の設計を数秒で生成できるようになります。車載向けの設計を行う場合も、受動部品や他の外部コンポーネントへのアクセスを含め、WEBENCH の特長や機能すべてが利用できます。

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