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模拟与混合信号

晒WEBENCH设计的过程+3G数传模块电源设计

电子微创意 2014-8-17 21:45 楼主

在做无线数据采集的时候，由于节点的数据需要经过远距离传输至检测中心，为了满足远距离无线传输的需求，需要增加额外的中继设施，随着3G业务的日趋成熟，各家电信公司都有相应的业务开放，本文选取的就是中国联通的3G业务，采用中性MG3732 3G通信模块进行数据中继。由MG3732的资料可知，该模块工作的最大电流消耗是1800mA。为了保证可靠性，设计打算为模块提供最大3000mA电流，电压为3.8V,输入电压为12V，可以由铅蓄电池供电，用太阳能电池板发电。
进入WEBENCH设计中西http://www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/analog/webench/overview.page。并在电源设计选项卡里面输入电源参数：输入电压：8V~14V，输出电压：3.8V。输出电流3A，环境温度设为40℃。在单输出选项下点击“开始设计”，进入设计页面。

图：输入电源参数

在弹出的选择供电方案类型中选择“Module”

图：选择方案类型

接下来会弹出方案筛选列表

图：方案列表

共有30个可供选择的方案。通过滚动方案列表右侧的滚动条可以查看各个方案的芯片。通过查看方案列表发现方案中有用LMZ22003这款芯片的，正好申请的样品还没有用完，所以就果断进入该方案。在该方案的列表中点击“开启设计”进入该方案的设计详情。

图：选中方案

由于使用的是铅蓄电池供电，在电量下降到一定程度后就会出现供电电压下降，导致输出欠压，如果不及时关断输出将会对MG3732造成伤害。所以这里我要使用LMZ22003的欠压输出保护功能。在“更改输入”选项卡中找到“Enable UVLO Option”并将其设置为“UVLO enable Design”点击“提交”后WEBENCH将重新生成方案设计的原理图。

图：设置UVLO功能

在原理图视图上点击鼠标，进入原理图的查看压面，可以查看完整的原理图。

图：查看原理图

在工具栏点击“工作参数”可以查看该电路的工作点电压及相关电流，保留此参数可以为后续电路的焊接调试提供方便。通过在工具栏中点击“Excel Export”可以将该电路的工作点参数以Excel格式保存输出。

图：工作点参数

在工具栏点击“仿真”，进入该电源方案的仿真页面。由于默认的仿真类型为：Bode Plot，所以首先会在右侧图表栏显示波特图的仿真结果。

图：波特图仿真结果

在步骤1“仿真类型”中更改仿真类型为：Load Transient，在步骤2中点击“开始新的仿真”，等待仿真结果。

图：Load Transient仿真

由图可以看到在负载电流发生阶跃变化时，输出电压能够很好的控制在3.8V稳定输出。
由于设计的环境温度为40℃，所以我在这里通过工具栏的“热仿真”可以查看一下，该方案工作时的热量分布图。

图：热仿真结果。

在工具栏点击“Export File”可以将设计文件输出为CAD格式

图：输出文件

在工具栏点击“打印”可以将设计报告已PDF格式打印输出。
附图：PCB_LAYOUT

图：覆铜

图：隐藏覆铜

设计心得：
1.WEBENCH这次给我呈现的好像是TI的电源评估板，这一点很好，可以给工程师展现更多经验证的高性能方案，为工程师的设计工作带来的很大方便。

webench_board_exchange_design_3555597_41_Altium.zip (2014-8-17 21:43 上传)

38.33 KB, 下载次数: 0

webench_design_3555597_41_229184372.pdf (2014-8-17 21:43 上传)

115.01 KB, 下载次数: 0

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