一、方案介绍:
对于电子工程师来说,相信很多人都玩过简单的温湿度采集和RTC万年历设计,并做出了各种各样的成品设计,这些设计放在家中使用效果还是不错的,可以不用专门购买闹钟和温湿度仪了。下面分享一个设计方案,并描述其电源架构设计,采用TI Webench工具完成。在此多功能温湿度/万年历显示仪供电方面,采用3000mA的18650型3.7V锂电池一枚,输出3.3V/50mA电源和1.8V/10mA电源。1.8V电源主要用于单片机MSP430G2533芯片供电,这个单片机功耗非常低,在MSPG2XXX系列中算是资源丰富,10mA最大电流已经非常绰绰有余。3.3V电源主要用于RTC时钟电路、数字温湿度传感器、74逻辑芯片和12864LCD供电,为减少资源利用,采用串行方式驱动12864,MSP430和12864屏直接信号通过低电压74逻辑芯片实现信号转换。在电源设计过程中,要考虑占用面积小和成本低因素。下面是利用webench进行电源设计的过程:
二、Webench设计:
1、【工具选择】这里采用webench提供的【uP Architect】选项工具进行设计。
从EEworld活动界面进入德州仪器官网,在下图界面上点击【uP Architect】,进入设计工具:
2、【选择处理器型号】:进入界面后,系统会出现默认的界面,如图。这里,要从下拉列表中选择到MSP430G2533这个器件,点击绿色按钮进入一个步骤。如图:
3、【添加负载】:系统默认只有一个1.8V的电源,而且电流参数0.4mA,超出了系统限制,这里我们对参数进行修改。输入电压:VIN=VMAX=3.7V,工作温度:25℃。增加一路3.3V/0.05A的负载,将1.8V的电流修改为0.01Ma,为了降低成本,两个型号都用LDO供电。参数配置截图:
4、【优化】在出现的默认参数中,点击【优化调校按钮】,选择到最小BOM,然后进入一个环节。
5、【检视/编辑】在这个步骤中,不需要对参数进行修改了,点击【创建工程】直接生成方案。
6、【生成设计方案】不到一分钟时间,就出现了方案设计界面。通过【BOM】,【图表】,【原理图】,【优化】,【工作数值】,【仿真】、【导出原理图】,【打印设计报告】,【分享设计】等按钮,我们可以得到方案的各种信息。
导出各个芯片的原理图和设计报告,一个多功能温湿度/万年历显示仪电源部分就成形了。通过设计报告,看到BOM元件:6个器件,成本:0.3美元。PCB面积:52.0 mm2,功率最大39.7 mW,理论整体效率82.162 %,还是挺不错的。下面是原理图框架和截图:
三、总结及感受:
Webench【FPGA/uP】架构工具针对不同厂家的FPGA/MCU都有相应的配套芯片方案,通过此工具进行电源架构设计,非常方便,让用户节省了选择不同芯片的考虑时间。它能从成本,效率,面积方面给出让人满意的设计,并提供完整电路,
四、设计报告: