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WEBENCH®の使い方-電源設計-基礎(2)-まず試したいSimulation

WEBENCH® Power Designer(以下WEBENCH® )は、Texas Instruments社(以下TI社)が提供する電源製品向け回路設計・シミュレーションツールです。本記事ではWEBENCH® を初めてご使用になる方向けに基本的な使用方法をご紹介します。実際にTI社電源製品を例にWEBENCH® 画面でまず試してみたい機能やカスタマイズを解説します。
ぜひ一緒にWEBENCH® を触りながら、基本的な使い方をマスターしましょう。

尚、本記事は2回に分けてご紹介します。
WEBENCH®の使い方-電源設計-基礎(1)-機能紹介
WEBENCH®の使い方-電源設計-基礎(2)-まず試したいSimulation

WEBENCH®を触ってみよう

WEBENCH®の使い方-電源設計-基礎(1)-機能紹介では、基本的な機能の紹介をしました。今回は実際にエンジニアがよく実践しているカスタマイズや変更を加えてみて、結果にどのように反映されるのか見ていきたいと思います。

電源効率を上げるには?

"最適化のための調整" のダイヤルをドラッグして、デフォルトの状態から "高効率" 側へ回します。

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ダイヤルを "高効率" 側へドラッグ

その結果、"チャート" でグラフの最大値を確認すると、効率が最大93%から最大97%へアップし、"Web THERM Simulation" ではインダクタのサイズが大きくなりました。
そのほかにも自動的に部品が変更され "回路図"、"動作値"、"部品リスト" も更新されました。

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チャート

 

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Web THERM Simulation

回路図にある周辺部品の定数を変えるには?

1. WEBENCH® サマリ画面上の "回路図" をクリックします。

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WEBENCH® サマリ

2. インダクタのアイコンをクリックします。

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インダクタのアイコンをクリック

3. "EDIT" をクリックします。

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"EDIT" をクリック


ここでは、部品自体の変更も可能ですが、今回は定数のみを変更してみます。

3. "カスタム部品から製作" をクリックします。

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"カスタム部品から製作" をクリック

4. L(インダクタンス値)とDCR(抵抗値)を変更します。

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LとDCRを変更


その結果、回路図上のインダクタンス値、インダクタの抵抗値が変更されました。また動作値ではインダクタの抵抗成分に関わる値(リップル電圧や効率 etc)が変更されました。

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インダクタンス値、インダクタの抵抗値が変更

基板の熱特性を調整するには?

1. WEBENCH® サマリ画面上の "Web THERM Simulation" をクリックします。

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"Web THERM Simulation" をクリック

2. "シミュレーションを実行" をクリックすると、新規シミュレーションが開始されます。

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"シミュレーションを実行" をクリック

3. ステータスが "Submitted" → "Running" → "Completed" となったのを確認して、”見る” をクリック。

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"Completed" を確認

すると基板のTOPとBOTTOMそれぞれの熱特性シミュレーション結果が表示されました。全体的に青く表示され、基板全体とICがおよそ50℃から70℃の範囲になることが分かります。

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"Web THERM Simulation" の結果が表示


"Edit Thermal Simulation Copper model" の機能を使用すると、基板のTOPとBOTTOMのそれぞれで、銅箔面積を自由にカスタマイズできます。
試しにBOTTOMの銅箔を、基板面積全体からIC付近のみに縮小すると、IC周辺の温度が高くなりました。

4. "Create New Simulation - Use Default Model" をクリック

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"Create New Simulation - Use Default Model" をクリック

5. "Edit Thermal Simulation Copper Model" をクリック

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"Edit Thermal Simulation Copper Model" をクリック

6. "Bottom Copper Model" をクリックします。銅箔が基板面積全体にあります。

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"Bottom Copper Model" をクリック

7. 銅箔を基板面積全体からIC付近のみに縮小して、"Save & Close" をクリックします。

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銅箔をIC付近のみに縮小

8. ステータスが "Completed" になったことを確認して、"見る" をクリックします。

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"Completed" になったことを確認

9. IC周辺の温度が高くなりました。

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IC周辺の温度が高温に変化

最後に

2回に渡ってWEBENCH® の基本的な使い方をご紹介しましたが、いかがでしたでしょうか。
基本的な使い方をマスターされた方向けに、シミュレーションの使い方やその他応用編の記事も続々掲載していきます。


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