Microchip的模拟工具生态系统第3部分:使用Mindi验证设计

为了协助设计验证阶段,microchip提供了mplab® mindi™模拟仿真器,该仿真器基于simetrix和simplis仿真引擎构建。从第 2 部分文章继续,我们刚刚完成了物联网平台模块电源的导出和下载原理图。在 mindi 模拟器中打开文件会显示下面的基本原理图。
在我们的应用程序中,输入源有时通过电缆连接,因此我们将为此添加一个简单的模型。我们还将添加输入电流和电压探头,以观察该电缆模型在转换器工作时对输入模块电源的影响。此系统中没有使能信号,因此我们将移除信号源并将en连接到vin上。
默认负载是一个静态电阻器,用于在目标输出电压处吸收正确的输出电流。在我们的应用中,通常有一个基本水平的电流消耗,通过无线收发器进行通信等功能消耗的时间较高。为此,我们将电阻更改为更大的值,以便在稳态条件下消耗约100 ma电流。我们还将添加一个脉冲电流源,以在短暂的时间间隔内模拟无线发射器的活动,从而产生下面的原理图。
运行瞬态仿真后,将显示许多图形,例如下面的输出电压和电流。我们可以看到80 ma的稳态消耗和从1 ms开始的周期性负载阶跃。还可以观察到轻负载(80 ma)下的pfm工作及其相关的纹波电压增加。
放大输出电压,我们可以更好地观察器件在pwm下工作的较重的400 ma负载期间的纹波和调节。在稳态pwm模式下,输出调节至3.28 v,这是给定标准电阻值时与3.3 v的预期偏差。在pwm模式下,输出电压纹波与pfm模式下的纹波相比非常小。在pfm模式下,通过将输出驱动到稍高的电压,然后停止脉冲直到电压衰减回调节点,可以获得更高的效率。
pfm模式下的较大纹波可能是某些应用关注的问题。回想起我们在mad中的比较表,我们选择了第二部分mcp16312,它与mcp16311几乎相同,只是它只支持pwm操作。将mcp16311替换为mcp16312,我们可以重新仿真并比较下图中的性能,同时显示先前和当前的仿真波形。在这里,我们可以看到轻负载时的纹波与满载时相同,但代价是在轻负载条件下具有一定的效率。我们还可以看到,阶跃负载响应也好一点,因为与pfm情况相比,输出电压会暂时下降到3.20 v,pfm在开始恢复之前降至3.15 v以下。
现在我们对输出响应感到满意,我们将注意力转向输入波形,如下所示。这里再次显示mcp16311和mcp16312波形,因为我们在没有关闭图表的情况下连续运行这些波形。无论哪种情况,似乎都没有问题。输入电压确实略有下降,但不足以导致转换器出现问题。


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