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網(wǎng)上仿真工具讓LED照明電路設(shè)計(jì)更輕松

發(fā)布時(shí)間:2010-10-22 來(lái)源:安森美半導(dǎo)體

中心議題:
  • 利用GreenPoint®網(wǎng)上設(shè)計(jì)仿真工具進(jìn)行LED照明設(shè)計(jì)
解決方案:
  • 四大步驟進(jìn)行LED照明設(shè)計(jì)

LED照明設(shè)計(jì)過(guò)程中,工程師們選好LED驅(qū)動(dòng)器方案后,就可以開(kāi)始具體的LED照明電路設(shè)計(jì)。這個(gè)電路設(shè)計(jì)過(guò)程并不輕松,涉及到確定具體的設(shè)計(jì)要求(如電壓、電流及LED數(shù)量等)、繪制應(yīng)用電路圖、進(jìn)行設(shè)計(jì)分析和確定最終物料單(BOM)等,需要工程師耗費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間和精力。

假如有一種簡(jiǎn)單易用的網(wǎng)上設(shè)計(jì)仿真工具,可以讓工程師們坐在工作臺(tái)旁,就可以輕易地進(jìn)行上述一系列工作。安森美半導(dǎo)體與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)上設(shè)計(jì)方案供應(yīng)商Transim Technology共同推出了交互式GreenPoint®網(wǎng)上設(shè)計(jì)仿真工具,用于高能效LED照明應(yīng)用。

本文將簡(jiǎn)要介紹這網(wǎng)上設(shè)計(jì)仿真工具的主要功能,以及工程師如何可以通過(guò)“找入口”、“定要求”、“審設(shè)計(jì)”、及“定BOM”等四個(gè)主要步驟,輕松地利用這工具進(jìn)行LED照明設(shè)計(jì),并大幅縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間,加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。

主要功能及當(dāng)前支持的LED驅(qū)動(dòng)器
這GreenPoint®設(shè)計(jì)工具提供交互式網(wǎng)上設(shè)計(jì)及驗(yàn)證環(huán)境,幫助加速固態(tài)照明(SSL)方案的電路板設(shè)計(jì)。這GreenPoint®設(shè)計(jì)工具根據(jù)LED配置、電壓、電流或開(kāi)關(guān)頻率等用戶設(shè)計(jì)要求,自動(dòng)計(jì)算出最優(yōu)的電路配置,選擇恰當(dāng)?shù)碾姼兄岛碗娙葜?,并以交互式網(wǎng)上電路圖顯示出最終設(shè)計(jì)。這GreenPoint®設(shè)計(jì)工具然后使用Transim專(zhuān)有的WebSIM®技術(shù),幫助測(cè)試建議的方案。這工具本質(zhì)上是一個(gè)虛擬測(cè)試臺(tái),提供多種分析,方便工程師有效及高效測(cè)試其方案的性能。

一旦設(shè)計(jì)通過(guò)驗(yàn)證,這GreenPoint®設(shè)計(jì)工具就生成物料單(BOM)和綜合設(shè)計(jì)報(bào)告,包括仿真結(jié)果、電路圖和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。這GreenPoint®設(shè)計(jì)工具中結(jié)合了安森美半導(dǎo)體的電子商務(wù)工具,使用戶能夠甄選供應(yīng)商的不同元件,得出合乎要求的物料單。用戶還可以在安全和私密的工作間保存設(shè)計(jì)文檔,留作后續(xù)參考和進(jìn)一步修改之用。

安森美半導(dǎo)體目前能夠使用GreenPoint®設(shè)計(jì)工具進(jìn)行網(wǎng)上設(shè)計(jì)的器件包括CAT4201高能效降壓LED驅(qū)動(dòng)器、NCL30000功率因數(shù)校正TRIAC可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器、NCP1010/1/2/3/4電流模式穩(wěn)壓器、NCP1529高能效降壓轉(zhuǎn)換器、NCP3065/6多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、NCP5030降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、NCP5050閃光白光LED升壓驅(qū)動(dòng)器,以及NSI45系列恒流穩(wěn)流器及LED驅(qū)動(dòng)器中的多款器件。安森美半導(dǎo)體后續(xù)將來(lái)更多器件支持這設(shè)計(jì)工具。

關(guān)鍵應(yīng)用設(shè)計(jì)步驟解析

如前所述,工程師只要利用四個(gè)主要步驟就可以輕松搞定高能效LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)。工程師們可能會(huì)非常急切地利用這工具進(jìn)行設(shè)計(jì),自然可能發(fā)出這樣的疑問(wèn):這么好用的工具在哪里?怎樣才能快速地利用這工具呢?我們馬上就為您揭曉答案。

(一)選入口
安森美半導(dǎo)體提供多個(gè)入口,方便工程師快速地利用這工具進(jìn)行應(yīng)用電路設(shè)計(jì)。對(duì)于中國(guó)工程師而言,一項(xiàng)必要的鋪墊性工作就是登陸安森美半導(dǎo)體中文網(wǎng)站www.onsemi.cn,點(diǎn)擊主頁(yè)中的“MyON”標(biāo)簽頁(yè),注冊(cè)您個(gè)人在安森美半導(dǎo)體網(wǎng)站上的帳戶,只需輕松幾步即可完成??刹灰p視這項(xiàng)工作,因?yàn)樗悄鷳?yīng)用GreenPoint®設(shè)計(jì)工具的不可缺少的基礎(chǔ),可以讓您在后續(xù)設(shè)計(jì)工作中,輕易地保存、修改甚至與其他注冊(cè)用戶分享您的設(shè)計(jì)。
這是一幅圖片!

注冊(cè)完成后,只需從多個(gè)可選入口中選擇其中的一個(gè),即可進(jìn)入工具頁(yè)面。最簡(jiǎn)單直接的入口,就是位于www.onsemi.cn網(wǎng)站主頁(yè)右上部的工具導(dǎo)航區(qū)(見(jiàn)圖1a中的紅色橢圓框部分),點(diǎn)擊后,即可進(jìn)入具體的設(shè)計(jì)工具頁(yè)面(見(jiàn)圖2)。

其它一些入口方式也非常簡(jiǎn)單。例如,將鼠標(biāo)移到網(wǎng)站主頁(yè)中“應(yīng)用”標(biāo)簽頁(yè)并在彈出菜單中選擇“LED照明”,即可進(jìn)入LED照明應(yīng)用專(zhuān)區(qū),在顯眼位置同樣可以看到設(shè)計(jì)工具的導(dǎo)航欄(見(jiàn)圖1b)。另一種方法是在主頁(yè)上直接點(diǎn)擊“MyON”標(biāo)簽,輸入您的登錄ID和密碼后,即可進(jìn)入MyON專(zhuān)區(qū),同樣通過(guò)相關(guān)導(dǎo)航欄即可進(jìn)入設(shè)計(jì)工具頁(yè)面(見(jiàn)圖1c)。當(dāng)然,設(shè)計(jì)工程師也可以在主頁(yè)“設(shè)計(jì)支援”標(biāo)簽頁(yè)的下拉菜單中選擇“設(shè)計(jì)資源”后循工具導(dǎo)航欄進(jìn)入。

除了這些入口方式,還有其它一些方式可供選用,如在主頁(yè)“產(chǎn)品”標(biāo)簽頁(yè)從LED驅(qū)動(dòng)器列表中選擇帶有“Design it”相關(guān)圖標(biāo)的產(chǎn)品,或是在搜尋框中輸入具體器件型號(hào)后在相關(guān)產(chǎn)品小結(jié)頁(yè)面,點(diǎn)擊導(dǎo)航欄后進(jìn)入,等等,不一而足。

這是一幅圖片!

一旦進(jìn)入具體的GreenPoint®設(shè)計(jì)工具頁(yè)面(見(jiàn)圖23),點(diǎn)擊事先選定的LED驅(qū)動(dòng)器所在欄前面的“Design it”按鈕,即可開(kāi)始網(wǎng)上設(shè)計(jì)了。本文將以NCL30000功率因數(shù)校正TRIAC可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器為例,展示如何利用這設(shè)計(jì)工具。
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(二)定要求
如上所述,進(jìn)入NCL30000的設(shè)計(jì)頁(yè)面后,需要根據(jù)具體應(yīng)用,針對(duì)性地選定設(shè)計(jì)要求,如最小及最大輸入電壓、LED正向壓降、LED電流、LED阻抗、串聯(lián)LED數(shù)量等等(見(jiàn)圖3左側(cè))。相關(guān)數(shù)值的單位已經(jīng)確定,列在輸入框的右側(cè),需注意避免混淆數(shù)值單位。

這是一幅圖片!

如圖4所示,為了便于工程師參閱所選LED驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)表,此工具在頂部提供了相關(guān)數(shù)據(jù)表的鏈接,點(diǎn)擊相關(guān)圖標(biāo)即可使用。另外,為了給工程師提供最大程度的便利性并節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間,此工具為每項(xiàng)數(shù)值都提示出允許的最大值和最小值(參見(jiàn)圖3右側(cè)),只需將鼠標(biāo)停留在相關(guān)參數(shù)名稱(chēng)(如 LED Forward Voltage,即LED正向壓降)上,即彈出提示框,告知可以選擇的范圍。

確定好設(shè)計(jì)要求,點(diǎn)擊下面的“Generate Design”按鈕,即可快速地生成設(shè)計(jì)電路圖了。

(三)審設(shè)計(jì)
承接上一步,工具自動(dòng)生成如下所示的NCL30000電路圖。對(duì)照這個(gè)電路圖,我們可以進(jìn)一步審視各外部元件。如果需要修改某個(gè)元件的值,只需使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊元件代號(hào)下面的藍(lán)色數(shù)值部分,即彈出對(duì)話框,可以在這對(duì)話框中輸入目標(biāo)值,再點(diǎn)擊“OK”按鈕保存即可。如要修改電阻R3的阻值,點(diǎn)擊“R3”下面的藍(lán)色字體的“5.60 kΩ”即彈出對(duì)話框,再在對(duì)話框中修改即可。保存后,系統(tǒng)將更新電路圖。

 
這是一幅圖片!

一旦所有元件值確定無(wú)誤,即可點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕,進(jìn)行直流輸入瞬態(tài)仿真或交流輸入瞬態(tài)仿真,等待若干秒后,點(diǎn)擊“DC Input Transient”(直流輸入瞬態(tài))或“A C Input Transient”(交流輸入瞬態(tài))下面的“Result”(結(jié)果)按鈕,即可進(jìn)入仿真結(jié)果頁(yè)面(見(jiàn)圖5)。結(jié)束仿真后,點(diǎn)擊圖4左側(cè)的“Waveforms”(波形)按鈕,也可方便地獲得諸如“Feedback”(反饋)、“IC”、“Switching”(開(kāi)關(guān))、“Input”(輸入)或“Output”(輸出)波形。

如圖4所示,工程師在此階段還可以點(diǎn)擊器件型號(hào)右側(cè)的軟盤(pán)圖標(biāo),隨時(shí)保存設(shè)計(jì),防止丟失設(shè)計(jì)導(dǎo)致返工。

這是一幅圖片!

(四)定BOM
仿真測(cè)試完成后,就可以進(jìn)入下一步:確定設(shè)計(jì)的最佳BOM(見(jiàn)圖6)。如圖6所示,表中列舉了電路中所有元器件的型號(hào),目前支持這一過(guò)程元件選擇的代理商有Digi-Key,故表中相應(yīng)列舉了相關(guān)器件的Digi-Key型號(hào)和原廠型號(hào)。另外,鑒于RoHS已經(jīng)成為影響工程師設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要因素,使用這工具也可選擇符合RoHS指令的元器件,只需在“RoHS Compliant”(遵從RoHS指令)前點(diǎn)擊復(fù)選框并點(diǎn)擊下面的“Apply”(應(yīng)用)按鈕即可。

這是一幅圖片!

確定好BOM后,如圖6所示,工程師可以點(diǎn)擊“Download”按鈕,下載自己選定的BOM到本地硬盤(pán)上留作備用。

完成上述步驟后,應(yīng)用電路設(shè)計(jì)過(guò)程就基本結(jié)束了。當(dāng)然,工程師還可以進(jìn)一步點(diǎn)擊“Design Summary”標(biāo)簽頁(yè),系統(tǒng)性地查看在前述步驟中選定的設(shè)計(jì)要求、生成的電路圖、確定的物料單以及仿真電路圖等,并將其保存為PDF格式的文檔,方便進(jìn)一步地回顧或?qū)忛喸O(shè)計(jì)。最后,在“My Designs”標(biāo)簽頁(yè),工程師還可以方便地查看自己進(jìn)行的所有設(shè)計(jì),能夠重新打開(kāi)或刪除某項(xiàng)設(shè)計(jì),或是將自己的設(shè)計(jì)與另一位MyON注冊(cè)用戶分享等。

總結(jié):
固態(tài)照明市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)發(fā)展,新、老供應(yīng)商都期望利用LED優(yōu)于傳統(tǒng)照明方案的性能、成本、可靠性和能效優(yōu)勢(shì)。安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商,針對(duì)多種LED照明應(yīng)用提供寬廣范圍的高能效LED驅(qū)動(dòng)器方案及相關(guān)GreenPoint®參考設(shè)計(jì),還進(jìn)一步提供新的GreenPoint®設(shè)計(jì)工具,讓新興照明應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員坐在工作臺(tái)就能輕松設(shè)計(jì),幫助他們大幅縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間,加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。
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