芯耀
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这年头，硬件工程师一抓一大把，虽说入门门槛低，但架不住天花板高呀，在我的心目中，啊，不对，在电子这个大行业里，脱胎于硬件，但含金量又高于普通硬件开发的三大门类电源，电机，射频。所以呀，普通硬件工程师要想进阶那必然是走别人的路，让别人无路可走！哈哈，今天咱们就先把电源工程师的饭碗给他端走了！
电源设计是搞硬件设计绕不开的话题，千万不要以为会照着电源IC规格书第一页的DEMO电路抄就算会设计电源了，那甚至连入门都不算呀！往前倒推十年，学好电源设计确实很难，毕竟你很难找到一个艺高又会教的老师傅。但是今天这件事变得容易的不少了，因为有太多的好工具能帮助我们学好电源了，今天就给大家介绍一个个人认为超级好用的电源设计仿真神器。今天就给大家介绍一下这玩意到底怎么用？为什么好用？
这款神器就是MPS?DC DC在线设计师，链接在此：https://www.monolithicpower.cn/cn/design-tools/design-tools/dc-dc-designer-online.html。
阅读原文我再丢一下人家工程师用这个仿真工具教环路参数设计的视频。我扭脸就是一个学！
DC DC在线设计师如何使用？
设计电源之前我们先要理清我们的需求是什么？下图左侧红框中的参数就是我们设计一个电源之前需要理清的需求，首先是我们要选一个芯片型号，这里以MP4571为例。.
输入电压：我们输入电压一般是以为范围值，这里假定输入电压典型值为24V，最小值为18V，最大值为32V。
输出电压：5V
输出电流：最小值0.4A，最大值1A。
开关频率：450KHz
电感电流纹波：40%
Slew Rate of Transient叫瞬态压摆率，这个指标主要用于表征当负载电流发生快速变化时，电源输出电流的变化速率，所以它的单位是A/μs。没听懂？说人话版本就是这玩意意味着DC-DC电源在应对负载突然增加或减少时，其输出电流能够多快地进行响应和调整，我们选的这个DCDC芯片额定输出电流是1A，常规的我们就填个1A/us即可。
R3/C6 Arrangement：C6有个专业名词叫前馈电容，那它有啥用呢？这玩意通过给反馈环路提供一个超前信号，让电源的响应速度更快，从而有效抑制电压在负载变化时的瞬态波动，使输出电压更稳定。
举个例子，如果是正常反馈，也就是没有前馈电容，就像你开车一样，现在是定速巡航，只是根据车速来决定是不是要踩油门。当遇到上坡时，车速会先降下来，然后系统才开始加油门，所以呢这个过程有一个滞后。
但是你加了前馈电那就不一样了，相当于给你的车子多了一个预判。它不仅会看车速，还会看到前方马上要上坡，于是提前开始踩油门。这样一来，车速就不会有明显的下降。
仿真器给咱们提供了下图两种前馈电容拓扑A1和A2，没啥说的，任选其一即可，剩下的仿真器都能搞得定！
好了，目前所有的电源相关参数咱们都搞定了，接下来用我们发财的小手点击一下Recalculate，接下来就是见证奇迹的时刻，DCDC电源外围电路所有器件就搞定了！
并且左下角会把我们比较关心的输入电压纹波，输出电压纹波，电感纹波电流，带宽，相位裕度，增益裕度，输出瞬态纹波，效率快速汇总出来，目前看下来理论上的输出电压纹波仅为5.34mV，还是很不错的，当然这只是理论值，实际还要考虑负载电流波动，噪声干扰这些，卖家秀看多了，相信大家已经懂了还是要多看买家秀更靠谱哈。
你以为这就完了，当然没完，这只是开胃小菜，接下来才是重头戏！除了原理图之外，MPS甚至连电源指标分析，波形，小信号波特图，瞬态纹波，效率，BOM，甚至是Layout都给你做好了，他可太贴心了！
我们先来看看电源指标分析，Sync表示这是同步DCDC，采用了内置MOSFET，也就是没有外置二极管，效率高，发热小，EMI性能会更好。接下来就是输入电压，输出电压，输出电流，开关频率。MP4571支持输入电压欠压保护，保护阈值为14.4V。输入电压纹波，输出电压纹波我们之前已经看过了，我们的额定电流是1A，电流纹波率是0.4，所以电感峰峰值电流分别是1*（1-0.4/2）=0.8A，1*（1+0.4/2）=1.2A，输出瞬态纹波主要是瞬态指标参数。
带宽怎么理解呢？DC-DC电源内部有一个闭环控制系统，也就是我们常说的反馈环路。它的工作机制呢就是检测输出电压，发现有误差，然后调整占空比，直到输出电压恢复到设定值。低带宽意味着当负载发生快速变化时，控制环路反应迟钝，输出电压会产生较大的波动，然后花较长时间才能稳定下来，与之相反，高带宽就是响应速度比较快了。当然了，带宽可不是高越好，过高的带宽可能会导致控制环路不稳定，产生震荡，这就是老话说的过犹不及呀！
相位裕度，增益裕度也是电源环路稳定性的两个关键指标，相位裕度是63.5dB，距离45dB的安全线还高着呢，增益裕度20.52dB那也是妥妥的不用担心。
效率是93.09%，这个效率到底有什么用呢？今天教大家一个妙用，通过效率我们可以计算DCDC电源的温升哦，比如我们输出电压是5V，输出电流是1A，那么输出功率就是5W。效率是93.09%，剩下的6.91%去哪呢？答案是变成热量飞走了，不仅飞走了，还让你的板子发热了，那么发热功率≈6.91%*5W=0.3455W，发热功率乘以热阻就能达到温升了。
接下来就是波形了，要搁以前，得挂示波器一个一个看，现在简单多了呀，有输出纹波波形，开关SW波形，输入电压纹波波形。咦，这里我们会发现有输出纹波波形是有点像正弦波，输入电压纹波波形是三角波，这是为啥呢？悄悄告诉大家，输出纹波是正弦波因为电感电流三角波对输出电容的积分效应。输入纹波是三角波是因为输入电流方波脉冲对输入电容的积分效应。还是听不懂，建议你去问你的高数老师了，你看他打不打你。最后一个波形就是电感电流波形，这个无需多言了。
说完了波形，仿佛是MPS觉得上面只告诉你增益裕度和相位裕度还不够，他还画出了功率级，补偿，环路增益的波特图：
接下来是输出电压瞬态纹波波形，当负载电流变化时，我们会波形，输出电压纹波会产生波动，因为我们之前设置的最小电流是0.5A，最大电流是1A，所以现在仿真出来的波形就是输出电流在0.5A和1A之间快速变化时产生的纹波变化，这个纹波变化是不能超过芯片IC的容忍电压的，大家一定要注意！
关于效率的用处呢，上面已经给大家讲过了，这里我们要注意的影响效率关键因素是输出电流，输出电流越低，效率越低，但是从损耗上来说，还是输出电流最大时，损耗是最大的，我们还是要以最大输出电流处计算损耗以及温升。
以往大家出BOM很麻烦，看着demo典型电路，一个一个输，在这完全不存在，直接可以导出到EXCEL。
最后就是DCDC设计的最重要的LAYOUT，LAYOUT太重要了，EMC能不能过，就看你LAYOUT有没有问题，答案都给你了，如果你还是不会抄，那EMC的折磨只能说你难逃一劫！
