發布日期 : 2023年7月27日 / 最近更新 : 2023年8月21日

本篇說明了DC/DC模擬的基本使用方法及確認基本特性的方法。
採用在此表示的方法實施模擬及確認模擬結果,可以靈活運用於”製作實機之前預測特性”、”選定最佳IC”、”確認實機評價結果的妥當性”。

1. 基本使用方法

只要在輸入項目中輸入希望模擬的電源規格、即可進行模擬。
如果更改電源規格,可自動地輸出模擬結果,對應希望確認的特性選擇標籤頁,即可確認希望的特性。

Step1. 選擇產品
Step2. 選擇工作頻率
Step3. 選擇動作模式
Step4. 輸入電源規格(Vin/Vout/Iout/外圍部件定數等)
Step5. 確認模擬結果

2. 確認特性的方法:“Summary”標籤頁

最大輸出電流

是由電流限制、結溫、最大Duty等限制的最大輸出電流。
升壓DC/DC隨Vin/Vout不同最大輸出電流變大,實施模擬確認最大輸出電流非常重要。模擬結果是基於IC的TYP特性而得到的數值,在最差條件的最大輸出電流要比模擬結果的數值更小。 (希望確認最差條件數值時,請單獨諮詢。)

Summary

歸納了在指定Iout下的各種特性。
可以確認在模擬條件下的、“效率”、”損耗”、“結溫”、“輸入電流”、“線圈電流”、“開關頻率”等特性。

3. 確認特性的方法:“Waveform”標籤頁

線圈電流(Coil current)

可以確認在指定Iout下的線圈電流波形。
主要用於確認線圈電流的峰值電流、底電流

開關節點(Lx波形)(Switching Node)

可以確認在指定Iout下的開關節點(Lx波形)。
主要用於確認導通時間、切斷時間,判斷控制方式(PWM控製或PFM控制)及動作模式(連續模式或非連續模式)。
此外,因為本模擬不能計算非連續模式時的連續波形,顯示的是不連續的波形。

4. 確認特性的方法:“Efficiency / Tj / Duty”標籤頁

效率、結溫、Duty(Efficiency / Tj / Duty)

能確認DC/DC的主要特性中的效率。
因為還能表示估算的結溫,可以確認結溫是否在規格範圍內、是否確保了適當保障範圍。

此外還可以確認Duty,可以靈活運用於確認是否受到Max Duty等限制。

損耗比率(Loss Ratio)

顯示在DC/DC,發生損耗位置的比率
可以確認發生了損耗的位置,是IC還是外圍部件、是導通損耗還是開關損耗。通過掌握損耗比率,可以判斷通過更改外圍部件或定數等是否能改善效率。

5. 確認特性的方法:“Ripple Voltage / Vin Voltage”標籤頁

紋波電壓(Ripple Voltage)

是開關動作時發生的輸出端紋波電壓。
本模擬用輸出電容的實效容量值和從ESR計算出的近似值,來表示在開關頻率週期產生的紋波電壓。

Vin端子電壓(Vin Voltage)

輸入端子的電壓。

考慮了蓄電元件(電池、EDLC等)的內部阻抗及在輸入端插入的鐵氧體磁珠、保險絲等的電阻成分時,在Rvin中輸入電阻值。可以確認由這種電阻成分和輸入電壓引起的Vin端子電壓降低的程度。

如果輸入項目的”Rvin”不是0Ω,結果為Vin端子電壓=Vin。

6. 確認特性的方法:“Coil Current / Input Current”標籤頁

線圈電流(Coil Current)

是在各個輸出電流的線圈電流峰值和振幅。

輸入電流(Input Current)

是對於各個輸出電流的輸入電流。

7. 確認特性的方法:“Switching frequency”標籤頁

開關頻率(Switching Frequency)

在各個輸出電流的開關頻率。
主要靈活運用於在PFM時估計開關頻率、判斷PWM控制和PFM控制的切換電流。

導通時間、切斷時間(On Time, Off Time)

把在FET Q1導通的期間稱為導通時間,把FET Q2或SBD導通的期間稱為切斷時間。