A tápegységtervezés hatékonyságának javítása

Mark Cundle, műszaki marketingigazgató – RS Components

Az alkatrészgyártó és kereskedő cégek egyre több webes tervezőeszközzel segítik a mérnököket. A cikk arra példa, hogy a webes erőforrások (például a WEBENCH tápegységtervező szoftver és a DesignSpark PCB ingyenes NyÁK-tervező eszköz) együttes használata hogyan javítja a tervezés hatékonyságát.

A tervezőmérnökökre egyre nagyobb nyomás nehezedik, mivel növekvő funkcionalitású és teljesítményű megoldásokat, illetve termékeket kell egyre rövidebb idő alatt a piacra bevezetniük. Napjainkban azonban az egyik legnagyobb kihívás, amellyel az iparágnak szembe kell néznie, a szakismeretek egyre csökkenő aránya a tervezőcsapatokon belül. A tervezőrészlegek létszáma az elmúlt 10–15 évben egyre fogyatkozott, és elsősorban a tápegységek, valamint a rádiófrekvenciás és analóg megoldások tervezésében megfelelő ismeretekkel rendelkező szakemberek „tűntek el” a tervezői csapatokból. Napjaink mérnökeitől – különösen az egyetemi tanulmányaikat frissen befejezőktől – egyre inkább azt várják, hogy minden elektronikai tervezési területen jártasak legyenek, és széles körű ismeretekkel rendelkezzenek. A jó hír azonban az, hogy ingyenes szoftvereszközök különböző lehetőségeket kínálnak az említett kihívások közvetlen kezelésére.

1. lehetőség: online tervező- és áramkörszimulátor-csomag (WEBENCH)
Tisztán felismerhető az a trend, amely szerint a tervezőmérnökök egyre nagyobb mértékben támaszkodnak a tervezéstámogatás online eszközeire. Szerencsére elmondhatjuk, hogy rendelkezésre áll egy olyan fontos, ingyenes online eszközcsomag, amely nagy segítséget nyújt a mérnököknek a speciális ismeretanyag és tapasztalat hiányából származó kihívások kezelésére és a tervek rekordidő alatti megvalósítására. A Texas Instruments (TI) ingyenes online WEBENCH-csomagja talán a világ legjobb tápegység- és analógáramkör-szimulációs eszközkészlete. A csomag eszközei olyan hatékony szoftveralgoritmusokat és vizuális interfészeket használnak, amelyek másodpercek alatt lehetővé teszik a teljes tápegység-, világítási és érzékelőalkalmazások áramköri szimulációját. Ez segíti a mérnököket abban, hogy a szimuláció eredményeinek elemzésével gyors döntéseket hozzanak, amelyhez mind a rendszerszintű, mind az BOM-szintű költségeket is a rendelkezésükre bocsátja a tervezőrendszer még a termék gyártásba vitele előtt.
A National Semiconductor körülbelül egy évtizede (még a TI általi felvásárlása előtt) a mérnökök igényeihez alkalmazkodva kifejlesztette a WEBENCH-szoftvert. Ez az eszköz a nagy hatásfokú tápegységek gyors és egyszerű tervezését tette lehetővé, és meglehetősen rövid idő alatt vált az iparág leghatékonyabb tápegységtervező szoftverévé, amit számos díj elnyerése is igazolt. A TI is a WEBENCH-et jelölte meg a National Semiconductor felvásárlásának egyik fő érveként, és 2011 végére – a felvásárlást követő alig hat hónapon belül – integrálta a TI termékeit a WEBENCH alkatrészkönyvtárába.
    A WEBENCH-csomag az évek során egyre nőtt, és folyamatosan új tervező- és rendszerépítő eszközökkel egészült ki: többek között a Power Designer, a több tápegységet magában foglaló tápellátó rendszerek tervezésére használható Power Architect, a világítástechnikai ledmeghajtókra optimalizált LED Architect, valamint a Sensor AFE Designer és a Sensor Designer is a részévé vált. A WEBENCH Power Designer például lehetővé teszi adott specifikációt teljesítő tápegységek és DC/DC-átalakító áramkörök tervezését, valamint a kapcsolóüzemű tápegységek tervezési problémáinak megoldását még a prototípus-készítés előtt. Az eszköz például segít a mérnököknek megkeresni az adott tápegységáramkörhöz legmegfelelőbb kapcsolóüzemű feszültségstabilizátort vagy MOSFET-vezérlőt.

2. lehetőség: ügyféltanácsadó együttműködés (a DesignSpark PCB-től)
A hatékony tápegységtervezés másik lehetősége – ha a tervezőcsapat nem rendelkezik tápegységekre specializált szakemberrel – egy tervezési tanácsadó megbízása. Az RS Components 2010 júliusában piacra hozott DesignSpark PCB nevű szoftvere jelentősen egyszerűbbé tette a külső tanácsadókkal való együttműködést a pénzügyi korlátok megszüntetése által. Mondhatni, hogy a DesignSpark PCB szoftver gyorsan az áramkörterveket tartalmazó fájlok megosztásának „szabványává” vált, ugyanis semmilyen idő- és pénzbeli akadály nem korlátozza ugyanannak a NyÁK-tervező platformnak
a használatát a küldő és a fogadó félnél.
    A DesignSpark PCB legújabb verziójának eszközei lehetővé teszik az anyaglista (BOM) alapján történő árajánlatkészítést, valamint
a gyártáshoz szükséges árajánlatok készítését, amelyek pl. a NyÁK-gyártáshoz vagy az összeszerelő alvállalkozók számára szükségesek. Ez a szoftver továbbá fejlett adatbáziskezelőt is tartalmaz, amelynek fontos előnye, hogy könnyen kezelhető, attribútumokon és cikkszámokon alapuló felületen keresztül nyújt hozzáférést a ModelSource alkatrész-adatbázishoz, amely számos vezető alkatrészgyártó több, mint 80 000 termékének sematikus rajzát, valamint félvezetők, passzív és elektromechanikai alkatrészek kapcsolási rajzát tartalmazza.
    A két megközelítés természetesen ötvözhető, amely révén gyors és könnyen használható, mindkét megoldás előnyeivel rendelkező megoldás nyerhető.

3. lehetőség: a WEBENCH és a DesignSpark PCB együttes használata
A tervezőknek most már lehetőségük van elkészíteni terveiket a WEBENCH használatával, majd átküldeni azt a DesignSpark PCB szoftverbe. A WEBENCH Schematic Export olyan online eszköz, amelynek segítségével az analóg áramkörök tervfájljai exportálhatók a WEBENCH-csomag különböző eszközeiből, például a Power Designerből, majd importálhatók a DesignSpark PCB szoftverbe vagy más vezető CAD-fejlesztőplatformba. Ezzel jelentős mennyiségű idő és pénz takarítható meg, hiszen a tanácsadóknak már csak egy kész tervet kell javítaniuk, módosítaniuk és optimalizálniuk ahelyett, hogy az elejéről kezdenék a tervezést. A Schematic Export használatával a mérnököknek nem kell többé azzal bajlódniuk, hogy kézzel vigyék be a WEBENCH használatával készített terveket az általuk használt CAD-platformra.
    Ami még ennél is fontosabb, az exportálás révén elkerülhetők a kézi bevitelből eredő hibák. Napjaink szinte minden termékéhez energiatakarékos működésű és nagy hatásfokú tápegységre van szükség. A WEBENCH nagymértékben megkönnyíti ennek elérését, mivel használatával a munka legalább 90 százaléka elvégezhető, még mielőtt a terveket a tápegységszakértő tanácsadóhoz elküldik. Megadhatók a be- és kimeneti feszültségek, valamint kiválaszthatók a műszaki adatoknak megfelelő alkatrészek az alapterv eszközben történő előállításához. Több fázissal később a mérnökök elemezhetik a hőtermelő pontokat, módosíthatják a vezetőpályák szélességét, áthelyezhetik az alkatrészeket, módosíthatják a termikus paramétereket és elemezhetik az elektromos működést. A szoftver fontos funkciója, hogy a WEBENCH Visualizer környezetben az eszköz Optimizer Dial szolgáltatása beépített szoftveralgoritmusok használatával teszi lehetővé a tervek szétválasztását és optimalizálását a méretre, hatásfokra és rendszerköltségre vonatkozó követelmények alapján, valamint lehetővé teszi a tervek és kapcsolási rajzok másodpercek alatti automatikus elkészítését is. A Schematic Export szolgáltatás működését a WEBENCH-eszközök 40 000 passzív alkatrészt tartalmazó könyvtára mellett több mint 40 000 TI alkatrész kapcsolási rajzának és lábkiosztásának szimbólumai segítik.
    Összegzésül elmondható, hogy a két ingyenes eszköz – a WEBENCH és a DesignSpark PCB – kombinációja a Schematic Exportnak a két formátum közötti gyors és hibamentes átalakításával kiegészítve jelentősen javítja a tervezés és a fejlesztés hatékonyságát a csökkenő létszámú tervezőcsapatok esetében, valamint javítja az ügyfelek és tanácsadók együttműködését.

RS Components Magyarország
Tel.: +36 1 408 8371, fax: +36 1 408 8372
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.rscomponents.hu