Nykyjärjestelmissä on tavallista, että eri piireille tuodaan kymmeniä, jopa satoja erilaisia tehonsyöttöjä. Näiden suunnittelu manuaalisesti on iso ja työläs urakka. Analog Devicesin työkaluilla tehtävä helpottuu.

ADI:lla on Linear-kaupan peruina kattava LTpowerTools-paketti, jota on myös tiiviisti kehitetty eteenpäin viisi vuotta sitten tehdyn kaupan jälkeen. Kokonaisuuteen kuuluvat LTpowerPlanner-, LTpowerCAD- ja LTspice-työkalut.

Yhtiön tehosuunnittelun sovelluspäällikkö Dongyan Zhoun mukaan muuntimien suunnittelu alkaa LTpowerPlannerilla. Se korvaa antiikkisen tehopuukaavion piirtämisen. Kaaviossa esitetään syöttövirta, yksittäiset tehoelementit sekä eri komponenteille syötettävät kuormat. Työkalu näyttää eri kuormien parametrit (esimerkiksi tehokkuus, häviöt, lämmöntuotto, korttiala) ja sen avulla voi jo alkaa arvioida järjestelmän ominaisuuksia.

Yleiskaavion luomisen jälkeen vaihdetaan LTpowerCAD-työkaluun, jossa voidaan valita paras mahdollinen komponentti tehokaavion kuhunkin lohkoon. Kun paras osa on valittu, työkalu auttaa valitsemaan parhaat resistorit, induktorit, kondensaattorit, mosfetit tai muunninpiirit (transformers) valmistajien laajasta tietokannasta.

Tämän jälkeen suunnittelulle voidaan ajaa hyötysuhteen, virranvaihteluiden, ja lähtövirtojen korkean tason simulointia, millä suunnittelu voidaan verifioida. LTpowerCAD tuottaa suunnitteluraportin kullekin yksittäiselle lohkolle sijoitteluehdotuksineen.

Tämän jälkeen työkalu tuottaa piirikaavion, joka voidaan ajaa LTspice-työkaluun tarkkaa simulointia varten. Siinä tuotetaan yksittäisten muuntimien ja koko järjestelmän tehosuunnittelun yksityiskohtainen simulaatio analyysiä varten.

Kaikki työkalut on integroitu samaan suunnitteluympäristöön, joten koko suunnitteluvuo voidaan viedä läpi samasta ikkunasta.

Jos LTpowerPlannerissa syötetään eri lohkoihin jännite, hävikit ja komponentit hyötysuhde, työkalu näyttää tulotehon ja lähtösyöttöjen arvot. Eri lohkot voivat olla geneerisiä tai todellisten komponenttien arvoja.

Dongyan Zhoun mukaan LTpowerPlannerilla on helppo vertailla eri arkkitehtuureita ja niiden vaikutusta sekä syöttöihin, että järjestelmän kokonaistehokkuuteen. Yhä useammin suunnittelijat tekevät tätä arkkitehtuurien vertailua, koska se onnistuu nopeasti ja vaivattomasti.

Suunnittelija voi sitten klikata kutakin lohkoa ja suunnitella paras mahdollinen muunninratkaisu valitsemalla haluamansa parametrit. Sopivaa komponenttia voi sitten hakea ADI:n kirjastosta. Kun sopiva komponentti valitaan, työkalu päivittää lohkon parametrit.

Kun lohkokaavio on valmis, voidaan kunkin osan vaatimien resistorien, induktorien, kondensaattorien, mosfettien tai muunninpiirien (transformers) arvot valita. LTpowerCAD antaa suositellut arvot suunnittelun kriteerien perusteella. Kaaviosta voi myös klikata suoraan komponenttien listaan, josta valinta voidaan tehdä.

Komponenttimallit ovat tarkkoja, jotta ne tuottavat LTspice-simulaatiossa mahdollisimman tarkan kuvan suunnittelun tehonkäytöstä, hyötysuhteesta ja häviöistä. Työkalu myös näyttää graafisesti jokaisen valitun komponentin hyötysuhteen ja häviöt. Tässä vaiheessa voidaan vielä kokeilla eri komponenttiarvoilla ja katsoa, miten ne vaikuttavat muunnoksen käyttäytymiseen.

Lopulta valmis suunnittelu viedään LTspice-simulointiin, joka tuottaa tarkat tiedot valituista ratkaisuista. Simuloinnin jälkeen työkalu tuottaa yhteenvedon, komponenttikustannusarvion (BOM) ja ratkaisun vaatiman tilan arvion piirilevyllä.

Työkalut voidaan ladata ilmaiseksi ADI:n verkkosivuilta. Lisätietoa löytyy täältä.