WeBench Power - Simulatore gratuito Online

WeBench è ormai da circa 15 anni online ed offre la possibilità di poter  cercare e simulare diverse soluzioni per il Power Management. In particolare è offerta la possibilità di testare convertitori DC-DC per varie applicazioni, oltre che filtri, Clock e sensori. In questo articolo mostrerò brevemente il Tab Power (pagina ufficiale WeBench).

Nota per un utilizzo completo di WebBench è necessario registrarsi al sito della Texas Instruments.

Come mostrato in Figura 1, dalla finestra principale, è possibile impostare i parametri base per realizzare un convertitore DC-DC, ovvero Vin e Vout e la corrente nominale. Impostati i parametri, basterà premere il tasto Start Design e il motore di ricerca di WeBench cercherà le varie soluzioni possibili offerte da TI. A seconda dei parametri impostati, è possibile avere 100-300 soluzioni possibili. A seconda delle specifiche, verranno anche selezionate di conseguenza le configurazioni più opportune.    

Figura 1: Pannello principale di WeBench.

Le soluzioni sono spesso cosi numerose che viene subito offerta una possibilità di filtraggio, come mostrato in Figura 2.

 


Figura 2: Possibilità di filtraggio delle soluzioni proposte.

Personalmente visualizzo sempre tutte le soluzioni a meno di non sapere a priori di volere una soluzione basata su modulo, integrata o con controller.

Premendo il tasto “Compare all parts type”, viene visualizzata la nuova schermata di Figura 3 con la lista delle soluzioni che possono soddisfare le specifiche di progetto. Si noti che la lista non comprende solo le parti, ovvero singoli circuiti integrati, ma soluzioni complete realizzate tenendo in considerazione delle specifiche presenti nel data sheet dei singoli integrati mostrati.
 


Figura 3: Visualizzazioni delle soluzioni che soddisfano le specifiche di progetto.

Nel caso specifico sono presentate ben 279 soluzioni. Le soluzioni non presentano il 100% delle alternative possibili con i circuiti integrati di TI ma solo quelle i cui modelli dei circuiti sono supportati da WeBench. I modelli presenti crescono ogni mese e comprendono sempre gli ultimi introdotti sul mercato. Dalla nuova schermata è possibile ridurre il numero di soluzioni, aggiungendo ulteriori specifiche di progetto. Il particolare la manopola Optimizer, permette di impostare quale tra i parametri Dimensione, Costo ed efficienza, sia più importante. Le soluzioni possono essere anche filtrate impostando per esempio le dimensioni della soluzione, efficienza, ripple, frequenza di switching e altri parametri come la presenza di particolari pin (Enable, Power Good, Sincronizzazione).
Nella tabella delle soluzioni, nella prima colonna è mostrato il nome dell’integrato, nella seconda è presente il tasto per aprire il progetto specifico, mentre nella terza sono presenti le caratteristiche supportate dal simulatore per la soluzione specifica. Selezionando la soluzione con LM22675-5.0 si hanno tutte le opzioni supportate (simulazione elettrica, termica, export del progetto e acquisto diretto della soluzione proposta). La Tabella mostra poi gli altri parametri caratteristici della soluzione.

Premendo Il tasto Open Design, per l´LM22675-5.0 si apre la nuova finestra riportata in Figura 4 (a questo punto bisogna essere registrati). La Figura 4 mostra il riassunto della soluzione e la lista dei componenti proposti. Sulla Tool bar in alto è possibile selezionare varie opzioni tra cui la simulazione elettrica, come mostrato in Figura 5.

Figura 4: Visualizzazione della soluzione selezionata.

 

Figura 5: Simulazione della soluzione selezionata.

La soluzione proposta può essere anche variata selezionando altri componenti o modificando lo schema elettrico per mezzo della nuova funzione Edit, come mostrato in Figura 6.


 


Figura 6: Esempio della schermata di Editing dello schema elettrico.

Questa nuova opzione, recentemente introdotta, permette di aggiungere ulteriori componenti come per esempio un filtro in ingresso o in uscita come anche aggiungere condensatori di varie tecnologie al fine di migliorare la risposta in frequenza. Altro utilizzo tipico potrebbe essere quello di introdurre componenti come C ed L per modellizzare elementi parassiti del PCB e dei componenti. Questa opzione riduce di molto le distanze tra WeBench e simulatori ad hoc come per esempio lo stesso TINA  o LTSpice, i quali però mantengono l´indubbio vantaggio di poter simulare soluzioni complete che includono non solo la sezione Power, ma anche la sezione analogica del condizionamento del segnale.

La soluzione oltre che essere simulata può essere esportata in altri CAD come riportato in Figura 7, permettendo di poter apportare ulteriori cambiamenti direttamente con il proprio CAD.
 

Figura 7: Finestra per selezionare il CAD per cui esportare il progetto.

In particolare si può esportare sia lo schema elettrico che il PCB. Il PCB fa riferimento alla scheda prototipo del componente (Evaluation Board) per cui è già ottimizzata per il raggiungimento delle migliori performance.  

Tra le simulazioni offerte da WeBench vi è anche quella termica che permette, di vedere gli Hot Spot (punti caldi) sul PCB. In particolare la simulazione è basata sul PCB della scheda di sviluppo. Nel caso specifico, come mostrato in Figura 8,  il componente e la scheda rimangono piuttosto freddi.

 

Figura 8: Esempio di simulazione termica.

Ogni progetto che viene realizzato è archiviato ed è possibile aprirlo anche in un secondo tempo. È inoltre possibile condividere lo stesso ed inviarlo per email ad altre persone, le quali potranno accedere al progetto salvato online ed apportare anche cambiamenti oltre che simulare altre specifiche.
Qualora si volesse utilizzare il progetto e risultati di simulazione per una discussione in un meeting è possibile scaricare in formato pdf un report del progetto e relative simulazioni come mostrato in Figura 9.



Figura 9: Esempio di documentazione generata automaticamente.

In ultimo, volendo testare nella realtà la soluzione simulata, è anche possibile acquistare la scheda di sviluppo con i componenti proposti nella soluzione d´interesse! (I componenti sono inviati da montare assieme al PCB)   


Autore: Mauro Laurenti


Bibliografia

 

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