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手把手指导教会你使用TI WEBENCH设计工具
发布时间:2017-02-11
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手把手指导教会你使用TI WEBENCH设计工具
发布时间:2017-02-11
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Webench简介

WEBENCH设计工具是TI(德州仪器)推出的一款易于使用且可提供定制结果的在线设计工具,涵盖电源系统设计、LED系统设计、FPGA/uC设计、传感器设计、信号路径设计等九大领域,通过将不同的软件算法与可视接口集结到同一个平台上,帮助设计人员针对电源、照明和传感应用轻松地创建出精简及功能强大的设计。

WEBENCH 设计工具可以在数秒间创建和展示出所有符合设计要求的可行方案,包括电源供应器、照明系统和传感电路等,让用户在开始设计前就能进行系统和供应链层面的价值比较。

所有这些设计工具都可通过 WEBENCH Visualizer 接口提供出多个不同的完整系统选择 (一目了然的数值比较!) ,而设计工程人员只需调校 WEBENCH 优化旋钮便可从大小、效率和系统成本的角度调整结果。.

WEBENCH 设计工具中的 经济效益系统(Eco-System) 是促成这种数值式比较的关键,当中包含超过 110 个不同的组件供货商和电子零件分销商,该 Eco-System 可提供超过 21.000 款组件的电气和物理特性,而且其网上价格和供货数据可每小时更新。目前,WEBENCH 设计工具可支持简体中文、日文和英文三种语言。

采用 WEBENCH 设计工具,您只需进行几个步骤便可在数分钟内创建一个设计:

  • 定义系统的性能要求,包括光输出、传感器精确度或电压和电流
  • 选择您偏爱的 FPGA、LED 或组件供货商
  • 在可视荧幕上从大小、成本、效率和简易度检讨最后得出来的完整解决方案
  • 分析和调整最后得出来的拓扑和组件供货商
  • 打印项目或设计报告或订购短时间付运的完整建模 (Build It) 套件

WEBENCH设计工具由一系列工具集合组成,其中主要的设计工具包括:

标准功能:所有的Webench设计工具,使用以下标准功能帮助创建设计

  • 材料清单(BOM):查看超过115家制造商的24000多款组件
  • 原理图:查看设计的完整原理图
  • 仿真:对设计的动态工作特性和热性能仿真
  • 报告:发布设计的PDF文件,包含原理图、BOM、仿真图表等等
  • 建模(Build It)套件:订购一款适合设计的定制原型设计套件

输入参数,轻松一点,WEBENCH即可生成量身定制的最优解决方案。

登陆Webench设计中心

WEBENCH设计工具是一款方便易用的在线设计工具,登陆TI的WEBENCH设计中心首先需要注册。

进入WEBENCH设计中心后,点击右上角“my.TI登陆”按钮,如下图所示:

当然也可在Webench设计工具页面登陆,在设计页面的右上角点击“Sign in”即可登陆,如下:

  • 如果已有TI账号,在左侧的登陆栏输入邮件地址,密码即可成功登陆。

登陆后,输入参数,点击开始设计

点击开始设计后,跳转至下面的页面,直接点击方框处

页面直接跳转至下面的页面处,点击开始设计即可

此时若信息不完善会跳转到下面的页面,按要求点击方框处完善必填的信息

完成后就可开始使用Webench设计工具了。

  • 下面进行新账号的注册登陆使用说明。

可在右侧的免费注册栏进行账号注册,如图:

信息填写完毕后,点击“注册并继续”,您填写的邮箱会收到来自TI的一封验证邮件,打开邮箱,点击邮件中的“验证您的电子邮件地址链接”即可成功验证。

邮件地址验证成功以后,按上述所说登陆TI账户,进入个人账户页面:

红色的数字1处,会出现注册时候输入的姓名信息,点击红色数字2处,进行个人资料的完善,输入完成以后,点击“保存更改”,新账号即建立成功。(使用设计工具所有内容都应填写)

现在可以开始使用功能强大的Webench 在线设计工具了。

分享指南:

试用完直接点击右上角方框处分享设计

点击下面三部即成功分享!

Webench快速入门

Webench在线设计工具易于使用,能够在几秒钟完成电源设计。利用Webench进行设计流程一般包括选择方案、设计、分析结果仿真、建模及输出结果等四步。如何使用Webench快速上手进行设计,下面以一个简单的DC-DC电源为例。电源设计时要提前订好一些参数包括:输入电压、输出电压、功率、效率、频率、方案大小等。这里以一个DC-DC电源输入电压4.5V~5.5V,输出电压3.3V,输出电流4A开始设计。

1. 输入参数,确定芯片(IC)

首先需要注册一个帐号,登录进入Webench设计中心后,选择“新设计”。

在“单路电源”标签下,在设计输入窗口填好参数,点击绿色按钮开始。

  • 最小输入电压 4.5V
  • 最大输出电压 5.5V
  • 输出电压    3.3V
  • 输出电流    4A
  • 工作温度    25°

点击上图绿色按钮后进入Webench推荐的设计方案。上半部包括4个区块:Webench优化按钮、改变输入参数、功能特色筛选、筛选结果。下半部包括2个区块:高级图表和解决方案列表。

解决方案列表中一共列出70多个方案,按照符合设置条件排序,可以认真挑选一种方案即可。

2. 电路设计

确定一个设计方案后,点击绿色“开启设计”按钮开始设计。

在设计上方包括一些快捷按钮方便操作。调整左侧Webench优化按钮和高级选项如软启动时间会重新计算并推荐方案。

在右侧点击图标框可以查看设计的图标信息,例如效率、占空比等。

选择上部返回的快捷键可以范围设计界面,然后点击原理图方框可以查看生成的电路图,可以调整原理图的放大和缩小查看细节。点击原理图中的元件可以显示元件的产品编号、生产厂商、主要参数和价格等信息,而且可以编辑更换更理想元件。

返回设计界面,点击工作数值框可以查看详细的电路设计指标。

3. 电路仿真

Webench可以对设计进行在线仿真,仿真时间一般最长不超过5分钟。

选择上方的“仿真”快捷按钮进入仿真界面。

仿真是进行电路验证的过程,首先我们要选择仿真的类型,Webench支持5种仿真类型:

  • 伯德图(Bode Plot)
  • 输入暂态(Input Transient)
  • 负载暂态(Load Transient)
  • 开机时刻(Startup)
  • 稳态(Steady State)

选择仿真类型后,点击“开始新的仿真”绿色按钮后得到仿真结果图

4. 设计导出

Webench可以导出设计的详细信息,包括BOM表、PDF文档以及分享保存设计方案。

点击上部"BOM"快捷键或者材料清单框可以查看设计的BOM清单列表,点击"Excel电子表单”可以输出设计的材料清单。

点击上部"Export"快捷键或者“Schematic CAD File Export”可以输出CAD原理图,Webench目前支持6种CAD软件。

点击上部"打印"快捷键或者“Design Documentation”可以输出设计的完整PDF文档,包括原理图、BOM、图标以及仿真图等等。

我们还可以分享设计给好友,拷贝和保存我们的设计。甚至可以直接订购IC或者申请样片。利用Webench我们可以快捷的完成整个电源的设计。

Webench入门级工具

  • Webench电源设计工具(单电源)

Webench Power Designer是Webench中最基础的设计工具,提供了创建电源或DC-DC转换器所需的全面设计和原型建立工具。WEBENCH电源设计工具让设计者在建立原型前解决开关电源供应器的设计问题,进而减少使用传统设计方法时的时间及麻烦。同时,WEBENCH还可用作组件筛选工具来为您的应用或电源供应器解决方案找到最佳的稳压器或MOSFET控制器。大部份新推出的零件均获得WEBENCH的全面支持,包括最新的 SIMPLE SWITCHER 稳压器和 MOSFET 控制器,

选择“电源”标签,只需填入输入电压、输出电压、输出电流等参数,点击“开始设计”按钮就能马上开始使用Webench电源设计工具(单电源)。

  • Webench LED 设计工具

从 LED 供货商和超过400款的LED组件中进行选择,然后定义您所需的灯串大小和拓扑方法(串联或并联),接着 LED 设计工具便会创建出所有可行的驱动电子方案让您进行检讨和选择。

工程人员只需把旋钮调校到所要求的尺寸和效率,然后便可在动态的环境下仿真电路的特性,包括启动、稳态、PWM调光和线路瞬态等。经过数分钟的微调后, 'BuildIt!' 建模功能便会产生整个 LED 电路的完整材料清单,并且随即把定制的原型套件付运,当中包括所选用的 LED、电路板、驱动电路和无源组件。

选择“LED”标签,点击“开始设计”按钮就可以立刻使用Webench LED设计工具。

  • Webench 传感器设计工具

Webench Sensor Designer针对高精密度传感器路径电路设计,能为通用的检测、发送器或变频器应用提供全面的电路解决方案。用户只需从一系列市场著名的供货商中选择出合适的传感器,或输入指定的传感器参数创建所需的 定制传感器便可开始设计工作。WEBENCH 传感器设计工具可为您提供最佳的信号路径、材料清单、预算成本,以及有关评估板的连结和其它用来进行测试及验证模拟结果的工具。

Webench传感器设计工具可以分立式器件进行电路设计,也可以通过模拟前端(AFE)电路设计。WEBENCH SensorAFE Designer 和 WEBENCH Sensor Designer 载有数百款温度、压力和生化传感器的技术规格数据,产品来自Omega Engineering、Honeywell Sensing & Control、Tempco Electric Heater 及 All Sensors 等等。

选择“传感器”标签,点击“开始设计”按钮就可立刻使用Webench传感器设计工具。

  • Webench 有源滤波器设计工具

Webench有源滤波器设计工具让用户可以选择合适的滤波器类型来开展设计:低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或带止滤波器,然后搜寻符合您效能要求的传递函数或选择一个指定的传递函数。

工具页面:选择“Filters”标签就可开始设计。

  • 搜寻传递函数:透过搜寻符合您滤波器性能要求的传递函数,便可指定所需的频率响应参数,包括截止频率和带止衰减及频率。此外,附加的参数如带通平整度、群组延迟和步阶响应都一应俱全。
  • 选择指定的传递函数:如果您想直接指定滤波器的传递函数,滤波器设计工具便会向您展示一个响应类别和滤波器级别的清单,让您同时可比较最多四个不同的滤波器传递函数。
  • 完成设计:在选择好滤波器的传递函数后,您便可以对所得出来的设计进行检讨,如果有需要还可更改电路拓扑的选择、预设的组件数值和运算放大器的选择。然后,便可以进入仿真环境并且执行一个电气仿真,以获取有关闭环的频率响应、步阶响应和正弦波响应。最后,在 "Build-It"的页面上,Webench 会向您提供一个完整的材料清单,您可立刻订购或要求该放大器的样品。

  • Webench 放大器设计工具

WEBENCH 放大器设计工具便可在数分钟内完成运算放大器的设计工作,下列是工具支持的放大器电路,包括:

  • 反相放大器
  • AC耦合反相放大器
  • 非反相放大器
  • 积分器
  • 低通滤波器
  • 高通滤波器
  • 定制滤波器

工具页面:选择“Amps”标签就可开始设计。

  • WEBENCH EasyPLL 设计工具

Webench EasyPLL 是一个浏览器形式的仿真器,它可让用户设定 PLL 的参数、定制环路滤波器、分析仿真结果以及检查波形。可改变参数和通过分析结果去微调设计。

工具页面:选择“PLL”标签就可开始设计。

Webench进阶工具

  • Webench 电源架构设计工具(多电源)

WEBENCH Power Architect 是针对多层和多轨电源供应的快捷设计,可让工程人员迅速地针对任何数量的电源和输出去设计和仿真一个完整的供电系统,同时系统设计人员也可在数分钟内从最小尺寸、最高效率和最低成本的角度去优化整个供电系统。

除了现行的稳压器控制器以外,德州仪器的全新集成式 SIMPLE SWITCHER 电源模块也获得 WEBENCH Power Architect 的支持,确保系统达到低零件用量、最小尺寸、业内最好的散热表现和最低电磁干扰(EMI)的目标。

优点:

  • 可迅速设计和仿真您的整个电源供应系统;
  • 可轻易地针对电压和电流去配置电源供应系统的负载要求;
  • 可为整个系统优化大小、效率和 BOM 成本;
  • 可取得整个电源供应系统的原理图和 BOM 清单;
  • 可执行电气仿真和温度仿真;
  • 可创建一个记录了原理图、BOM和电气操作数值的电源系统 PDF 文件。

选择“电源”标签,只需填入输入电压、输出电压、输出电流等参数,点击“Power Architecture”按钮就能马上开始使用Webench电源设计工具(单电源)。

  • WEBENCH 处理器电源架构设计工具

Webench 处理器电源架构工具包含了TI以及 Freescale 和Atmel 最新ARM微处理器的详尽电源要求,而且未来将加入更多处理器。高效能微处理器的电源设计比较复杂,要求设计人员符合所有特定的电压级,当中牵涉精准的电压、电流、纹波、噪声滤波、同步、软启动和电源隔离要求。然而,Webench 处理器电源架构工具可完全遵照处理器制造商颁布的详尽要求去设计处理器电源,让设计人员可轻松地满足 各项条件要求,进而节省宝贵的时间。

WEBENCH 处理器电源架构可有效地为您整理以下的设计条件:

  • 处理器系统的电源供应器规格
  • 处理器的电源要求
  • 特别点出供货商规格中的特殊要求:针对所选处理器或嵌入式控制器的建议操作电压、标称操作电流、输出电压涟波、软启动、额外滤波要求、针对低功耗、纹波敏感负载的 LDO 要求、通电序列

工程人员可以轻松完成一个完整的处理器电源供应设计:

  • 选择所需的处理器——工具会自动列出有关处理器的独特电源要求、说明该处理器的每一个可能负载
  • 从系统要求的角度检讨负载的要求和调整输入,如有需要,工具会添加额外有的负载创建适合为整个系统应用的电源轨
  • 调校优化旋钮以微调整个设计的效能

选择“FPGA/µP”标签,点击“µP Architecture”按钮就能马上开始使用Webench处理器电源架构设计工具。

  • WEBENCH FPGA 电源架构设计工具

Webench FPGA 电源架构设计工具包含了来自Altera、Xilinx、Actel 和 Lattice最新FPGA器件的详细电源要求,高效能的FPGA电源供应器一般比较复杂,设计人员在设计独特的多重电压级时需满足精准的电压、电流、纹波、噪声滤波、同步化、软启动和电源分隔等要求。由WEBENCH建立的电源供应设计将包含FPGA供货商指定的详尽电源要求,使设计人员有把握地满足该些规定,同时可节省设计所需的宝贵时间。

Webench FPGA 电源架构工具为您处理以下的规定:

  • 系列概述:针对FPGA系列的一般规格:输入/输出组、PLL和收发器
  • FPGA 电源要求:点出供货商列明的特殊详细规格;开机重置、排序等
  • 收发器文件:包括纹波、噪声或隔离的规格要求
  • FPGA 数据表:为所选用的 FPGA决定建议的操作条件
  • 引脚连接指引和技术文章 (应用注释):这里包含重要的意见和数据

轻松地建立完整的FPGA 电源供应设计:

  • 选择您所需的FPGA器件:对于每一个阵列的潜在负载,工具将自动填入该FPGA的特有电源要求,并且找出合适的核心和输入/输出选择
  • 检讨负载的要求和根据供货商提供的电源数据调整输入,并且在有需要时添加其它的负载
  • 调校优化旋钮以微调您的最后设计

选择“FPGA/µP”标签,选定FPGA厂商,点击“FPGA Architecture”按钮就能马上开始使用Webench FPGA电源架构设计工具。

  • WEBENCH LED 架构设计工具

Webench LED架构设计工具可以提供LED照明系统级解决方案,使用简便但性能强劲,可为您的照明系统提供灵活的比较、筛选和优化功能。通过该工具,设计人员不仅可迅速地创建不同的LED照明设计,而且还可立刻地从效率、大小和成本去比较高达1000,000流明输出的解决方案。

  • 可轻易地设定要求的光度输出
  • 可从一系列的 LED 中选择和可在数秒间创建散热系统
  • 可从温度管理和稳定操作性角度优化每一个组合
  • 可从我们推荐的拓扑中选择所要求的驱动电子设计
  • 可为全个解决方案优化整体大小、效率和成本
  • 组件库包含来自110个制造商的21,000 个无源组件
  • 利用优化旋钮微调每个组件的选择演法
  • 利用旋钮大幅节省系统探究和实时计算的时间

选择“LED”标签,点击“开始设计”按钮就可以立刻使用Webench LED架构设计工具。

Webench Visualizer

Webench Visualizer 是一个功能强大的可视化比较及筛选工具,可以从25种不同的开关电源供应架构及21000个组件中作出选取, 让设计人员可以在数秒间浏览数十亿个电源供应设计,并且可对准您所需的直流/直流电源供应设计修改设计准则及实时查看变化,进而让设计人员从系统成本、大小和效率之间找到最佳的平衡。

所有Webench设计工具都可通过 Webench Visualizer 接口提供出多个不同的完整系统选择,采用可视化图形显示, 数值比较一目了然。而设计工程人员只需调校 Webench 优化旋钮便可从大小、效率和系统成本的角度调整结果。

如何在设计时使用Webench Visualizer?

  • 1. 调拨您的设计优先次序

设置Webench优化按钮调整设计的面积大小、BOM成本和效率的优先次序。

  • 2. 输入您的目标坐标

输入设计的参数包括输入输出电压、输出电流、温度等等。

  • 3. 重新计算

设计参数重置后选择重新计算。

  • 4. 从目标区中查看设计选择

在可视化的目标区中以大小与效率之间的比较显示出最佳的设计,而圆点直径将以1000个总组件BOM成本作标准(直径愈小则成本愈低)。

  • 5. 评估详细的参数比较

所有设计的详细参数比较会显示在一个可分类的列表中,其中每一个行列均可移动,包括完整的原理图、所有已选制造商的上下BOM组件图及Webench Power Designer仿真功能等。

  • 6. 使用灵活的显示功能

使用扩展/缩小图示去放大比较显示区以作出筛选,或者也可以透过移动分隔线去改变显示区域的大小。

  • 7. 浏览喜好的设计

放大了的图表显示区将有助您迅速比较重要的设计折衷:大小、成本及效率。

  • 8. 调整轴线到您的偏好

此时也可以调整设计的面积大小、效率和BOM大小,从一个新角度进行比较。

  • 9. 使用先进及互动的筛选功能

从任何的显示区中,您都可通过上部的功能筛选框互动地作出筛选以去除与您理想设计概念不相符的设计。

  • 10. 查看绿点以获取德州仪器的建议

绿色的圆点是根据设计要求及德州仪器在电源供应设计方面的经验推荐的一个最适合设计解决方案。

  • 11. 尝试另一个设计或优化

如果希望尝试另外一些设计坐标,又或想调整到比较低的成本或更高的效率?那么只需重新输入设计参数数值或调拨旋钮,两秒之后一批全新的设计选择便会显现。

  • 12. 作出最后决定及将设计投放到 Webench Power Designer

最后,所选定的每一个设计将可在 Webench Power Designer 中开启,只要点击绿色的 "开启设计" 按钮便可进行详细的分析、组件检讨、先进的仿真及调整。

Webench视频合辑

  • Webench在线课堂:

WEBENCH第1课:WEBENCH工具概述

WEBENCH第2课:WEBENCH设计实例讲解—电源设计

WEBENCH第3课:WEBENCH设计实例讲解—-处理器电源架构设计

WEBENCH第4课:WEBENCH设计实例讲解—-FPGA电源架构设计

WEBENCH第5课:WEBENCH设计实例讲解—-LED电源架构设计

WEBENCH 电源设计工具基础知识

  • WEBENCH Visualizer概述

  • WEBENCH FPGA电源架构设计工具概述

  • WEBENCH BOM 管理以及如何更改设计中的组件

  • WEBENCH 电气仿真

  • WEBENCH 热仿真

  • WEBENCH设计导出工具WEBENCH Export

  • WEBENCH 系统电源架构概述

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