在一些工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，經(jīng)常需要本地遠(yuǎn)程發(fā)送命令控制顯示一些字符、圖片和漢字等各種信息，這就需要一個(gè)智能的顯示終端，可作為工業(yè)控制、智能儀表等顯示終端。為了實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，智能液晶顯示終端通常采用高性能的M3/M4/A8/DSP處理器來(lái)設(shè)計(jì)，并可帶有觸摸屏模塊。本設(shè)計(jì)的智能液晶顯示終端采用了STM32F103ZET6 M3控制器作為主核心，板載64M RAM?，用來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)算速度，和1G容量的NAND FLASH，用來(lái)存儲(chǔ)預(yù)設(shè)計(jì)的圖片，各種圖形庫(kù)和漢字ASCII碼庫(kù)等，并根據(jù)實(shí)際需要集成了RS232/RS485/USB接口。為了方便液晶屏安裝到控制柜上，采用通用的24V供電。本設(shè)計(jì)中的核心處理器和各種外設(shè)皆采用3.3V供電，消耗電流預(yù)計(jì)在500mA以上(經(jīng)實(shí)際測(cè)試，進(jìn)行復(fù)雜圖形處理時(shí)，電流消耗可達(dá)630mA)，為了保留2倍以上的設(shè)計(jì)余量，選用了一款輸出電壓3.3V，輸出電流最高達(dá)2A的降壓穩(wěn)壓器芯片TPS54331。它是一款具有?Eco-mode?的3.5V至28V輸入3A/570kHz降壓轉(zhuǎn)換器，性價(jià)比高，工作溫度：-40℃~150℃，可滿足工業(yè)級(jí)設(shè)備的使用要求。下面是利用TI WEBENCH平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的這個(gè)電源設(shè)計(jì)方案。

方案中輸入電壓：24V；輸出電壓：3.3V,輸出電流：最大2A；工作溫度：設(shè)置為40℃。設(shè)計(jì)方案步驟如下：

【方案設(shè)計(jì)】

（1）點(diǎn)擊開(kāi)始設(shè)計(jì)

因?yàn)榉桨钢?，只用到一路電源，所以，只要直接點(diǎn)擊紅色字體【開(kāi)始設(shè)計(jì)】就可以了。如圖：

這樣，會(huì)加載一個(gè)FLASH登陸界面，大約1分鐘左右，會(huì)進(jìn)入一個(gè)默認(rèn)的設(shè)計(jì)界面：

如圖：???

（2）設(shè)置輸入參數(shù)，點(diǎn)擊綠色按鈕【重新計(jì)算】，如圖：?????

這里，選擇【DC】，直流電輸入，最小=最大=24V,輸出電壓：3.3V,輸出電流：2A,不要忘記溫度：40℃。這些參數(shù)都輸入正確以后，點(diǎn)擊重新計(jì)算，會(huì)生成新的設(shè)計(jì)界面。如圖：

因本設(shè)計(jì)已經(jīng)有實(shí)物設(shè)計(jì)，所以芯片是已經(jīng)選好了的TPS54331，可這里沒(méi)有，那怎么辦？TI在這個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，增加了搜索功能，非常實(shí)用哦。如下圖：我們?cè)诶锩孑斎耄篢PS54331，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)篩選出來(lái)這個(gè)芯片方案：

（3） 開(kāi)啟TPS54331設(shè)計(jì)方案?

在上面的圖中，點(diǎn)擊綠色按鈕【開(kāi)啟設(shè)計(jì)】后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)TPS54331芯片的電源方案，生成的方案界面如下圖：??

最終的設(shè)計(jì)界面內(nèi)容非常豐富，這里可以看到優(yōu)化選項(xiàng)一直在最左邊顯示，這里我們沒(méi)有采用，當(dāng)時(shí)選擇TPS54331是從價(jià)格、效率和電流參數(shù)等各方面考慮的。如果重新設(shè)計(jì)一個(gè)新的方案的花，可以在【最低BOM成本】【最高效率】【覆蓋面積】等項(xiàng)中做選擇。界面左下角，可以將生成的技術(shù)方案進(jìn)行命名保存。這里，方案界面被分成了六個(gè)窗口，分別是【圖表區(qū)】【原理圖】【工作數(shù)值】【材料清單】【優(yōu)化工具】【您的整個(gè)設(shè)計(jì)】。圖表區(qū)有三個(gè)圖表,如圖：

分別是效率，頻率響應(yīng)和占空比關(guān)系圖表。

這個(gè)設(shè)計(jì)的原理圖如下：

它可以通過(guò)方案界面上面的【EXPORT】進(jìn)行導(dǎo)出，如圖：

WEBENCH支持目前主流的PCB軟件工具，后面再介紹。

【工作數(shù)值】截圖如下：這里的信息非常多，前面的參數(shù)可以通過(guò)后面的說(shuō)明看到，這里不再一一解釋了。

點(diǎn)擊【材料清單】界面，系統(tǒng)會(huì)整個(gè)屏幕顯示，這里可以將清單輸出EXCEL表單，方便查閱，可以看到這里的BOM成本3.7美金。WEBENCH每個(gè)零件都給出了詳細(xì)的信息，包括制造商，零件編號(hào)，數(shù)量，價(jià)格，屬性，覆蓋面積，3D效果中的頂視圖等，如果手頭沒(méi)有某個(gè)元件，可以點(diǎn)擊綠色按鈕【選擇替代零件】 ? ??

這里用到了一個(gè)F104R類(lèi)型的工字型電感，實(shí)際中也用到了，這個(gè)通常不便宜的。

點(diǎn)擊界面右上角的【優(yōu)化選項(xiàng)】，進(jìn)行優(yōu)化后，系統(tǒng)會(huì)給出一些圖表：如下圖：

這三個(gè)圖表分別是功率耗散、電路溫度和頻率、尺寸和效率圖表，通過(guò)這些圖表，可以更加詳細(xì)地了解TPS54331芯片方案的各種參數(shù)。

(4)?生成設(shè)計(jì)報(bào)告和導(dǎo)出原理圖

在整個(gè)芯片方案的右下角【您的整個(gè)設(shè)計(jì)】里面，可以打印設(shè)計(jì)報(bào)告，導(dǎo)出原理圖。如圖：

點(diǎn)擊上面的【Design Documentation】就可以生成設(shè)計(jì)報(bào)告了，點(diǎn)擊【Schematic CAD File Export】就可以導(dǎo)出原理圖了。

設(shè)計(jì)報(bào)告以PDF文檔的格式呈現(xiàn)，由方案整體描述、電路原理圖、電氣材料清單、圖表、工作數(shù)值和設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)等內(nèi)容，通過(guò)設(shè)計(jì)報(bào)告，可以詳細(xì)地分析該電源設(shè)計(jì)方案了。

點(diǎn)擊導(dǎo)出原理圖后，出現(xiàn)界面如下圖：

這里本人習(xí)慣用Altium Designer,所以選擇第一個(gè)選項(xiàng)，等待幾秒鐘后，會(huì)出現(xiàn)下圖的提示：

提示信息就是：導(dǎo)出成功完成，可以點(diǎn)擊綠色按鈕【Download file】進(jìn)行下載了。點(diǎn)擊下載按鈕后，出現(xiàn)下面的界面，找打一個(gè)合適的路徑，點(diǎn)確定保存即可

壓縮文件里面內(nèi)容比較多，截圖如下：

這個(gè)工具的參考時(shí)間是以美國(guó)時(shí)間為準(zhǔn)的，所以設(shè)計(jì)日期上面的時(shí)間總比國(guó)內(nèi)差不多一天，這個(gè)壓縮包里面，最重要的就是原理圖文件了，其它的可以不管，用AD打開(kāi)后，如下圖：?

圖表很大，格式不規(guī)整，這個(gè)還得自己修改。新設(shè)計(jì)方案的話要注意這一點(diǎn)！

(5)?總結(jié)

使用這個(gè)工具設(shè)計(jì)電源部分是很方便的，一般在幾分鐘到幾十分鐘就可以得到一個(gè)框架和報(bào)告，再進(jìn)行修改就簡(jiǎn)單了。如果從德州儀器官網(wǎng)或電源選型樣本里面找到合適的芯片的話，最少也得半天時(shí)間才能搞定。通過(guò)設(shè)計(jì)報(bào)告，可以得到該芯片方案的全部信息：

方案采用TPS54331DR芯片，采用BUCK拓?fù)浼軜?gòu)，BOM成本3.7美金，按照現(xiàn)價(jià)大約：23元。其中TPS54331DR??0.75美金，約5元。總功率：1.63W,面積大小558MM2，BOM數(shù)量15個(gè)。通過(guò)以下圖表可以得到，?

當(dāng)輸出電流在500mA時(shí)，效率能達(dá)到75%以上，最大630mA時(shí)，效率接近78%，這個(gè)效率比一般的AMS117方案要好很多。下面是設(shè)計(jì)實(shí)物圖片：??

當(dāng)時(shí)芯片采購(gòu)價(jià)在10元/片（量不大，價(jià)格高一些），電阻、電感和電容元件花費(fèi)在2元左右，可能是買(mǎi)的國(guó)貨的原因。