- 利用GreenPoint®網上設計仿真工具進行LED照明設計
- 四大步驟進行LED照明設計
LED照明設計過程中，工程師們選好LED驅動器方案后，就可以開始具體的LED照明電路設計。這個電路設計過程并不輕松，涉及到確定具體的設計要求(如電壓、電流及LED數量等)、繪制應用電路圖、進行設計分析和確定最終物料單(BOM)等，需要工程師耗費相當多的時間和精力。
假如有一種簡單易用的網上設計仿真工具，可以讓工程師們坐在工作臺旁，就可以輕易地進行上述一系列工作。安森美半導體與半導體產業網上設計方案供應商Transim Technology共同推出了交互式GreenPoint®網上設計仿真工具，用于高能效LED照明應用。
本文將簡要介紹這網上設計仿真工具的主要功能，以及工程師如何可以通過“找入口”、“定要求”、“審設計”、及“定BOM”等四個主要步驟，輕松地利用這工具進行LED照明設計，并大幅縮短開發時間，加快產品上市進程。
主要功能及當前支持的LED驅動器
這GreenPoint®設計工具提供交互式網上設計及驗證環境，幫助加速固態照明(SSL)方案的電路板設計。這GreenPoint®設計工具根據LED配置、電壓、電流或開關頻率等用戶設計要求，自動計算出最優的電路配置，選擇恰當的電感值和電容值，并以交互式網上電路圖顯示出最終設計。這GreenPoint®設計工具然后使用Transim專有的WebSIM®技術，幫助測試建議的方案。這工具本質上是一個虛擬測試臺，提供多種分析，方便工程師有效及高效測試其方案的性能。
一旦設計通過驗證，這GreenPoint®設計工具就生成物料單(BOM)和綜合設計報告，包括仿真結果、電路圖和設計數據。這GreenPoint®設計工具中結合了安森美半導體的電子商務工具，使用戶能夠甄選供應商的不同元件，得出合乎要求的物料單。用戶還可以在安全和私密的工作間保存設計文檔，留作后續參考和進一步修改之用。
安森美半導體目前能夠使用GreenPoint®設計工具進行網上設計的器件包括CAT4201高能效降壓LED驅動器、NCL30000功率因數校正TRIAC可調光LED驅動器、NCP1010/1/2/3/4電流模式穩壓器、NCP1529高能效降壓轉換器、NCP3065/6多拓撲結構開關穩壓器、NCP5030降壓-升壓轉換器、NCP5050閃光白光LED升壓驅動器，以及NSI45系列恒流穩流器及LED驅動器中的多款器件。安森美半導體后續將來更多器件支持這設計工具。
關鍵應用設計步驟解析
如前所述，工程師只要利用四個主要步驟就可以輕松搞定高能效LED驅動器應用電路設計。工程師們可能會非常急切地利用這工具進行設計，自然可能發出這樣的疑問：這么好用的工具在哪里？怎樣才能快速地利用這工具呢？我們馬上就為您揭曉答案。
（一）選入口
安森美半導體提供多個入口，方便工程師快速地利用這工具進行應用電路設計。對于中國工程師而言，一項必要的鋪墊性工作就是登陸安森美半導體中文網站www.onsemi.cn，點擊主頁中的“MyON”標簽頁，注冊您個人在安森美半導體網站上的帳戶，只需輕松幾步即可完成。可不要輕視這項工作，因為它是您應用GreenPoint®設計工具的不可缺少的基礎，可以讓您在后續設計工作中，輕易地保存、修改甚至與其他注冊用戶分享您的設計。
注冊完成后，只需從多個可選入口中選擇其中的一個，即可進入工具頁面。最簡單直接的入口，就是位于www.onsemi.cn網站主頁右上部的工具導航區(見圖1a中的紅色橢圓框部分)，點擊后，即可進入具體的設計工具頁面(見圖2)。
其它一些入口方式也非常簡單。例如，將鼠標移到網站主頁中“應用”標簽頁并在彈出菜單中選擇“LED照明”，即可進入LED照明應用專區，在顯眼位置同樣可以看到設計工具的導航欄(見圖1b)。另一種方法是在主頁上直接點擊“MyON”標簽，輸入您的登錄ID和密碼后，即可進入MyON專區，同樣通過相關導航欄即可進入設計工具頁面(見圖1c)。當然，設計工程師也可以在主頁“設計支援”標簽頁的下拉菜單中選擇“設計資源”后循工具導航欄進入。
除了這些入口方式，還有其它一些方式可供選用，如在主頁“產品”標簽頁從LED驅動器列表中選擇帶有“Design it”相關圖標的產品，或是在搜尋框中輸入具體器件型號后在相關產品小結頁面，點擊導航欄后進入，等等，不一而足。
一旦進入具體的GreenPoint®設計工具頁面(見圖23)，點擊事先選定的LED驅動器所在欄前面的“Design it”按鈕，即可開始網上設計了。本文將以NCL30000功率因數校正TRIAC可調光LED驅動器為例，展示如何利用這設計工具。
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（二）定要求
如上所述，進入NCL30000的設計頁面后，需要根據具體應用，針對性地選定設計要求，如最小及最大輸入電壓、LED正向壓降、LED電流、LED阻抗、串聯LED數量等等(見圖3左側)。相關數值的單位已經確定，列在輸入框的右側，需注意避免混淆數值單位。
如圖4所示，為了便于工程師參閱所選LED驅動器的數據表，此工具在頂部提供了相關數據表的鏈接，點擊相關圖標即可使用。另外，為了給工程師提供最大程度的便利性并節省設計時間，此工具為每項數值都提示出允許的最大值和最小值(參見圖3右側)，只需將鼠標停留在相關參數名稱(如 LED Forward Voltage，即LED正向壓降)上，即彈出提示框，告知可以選擇的范圍。
確定好設計要求，點擊下面的“Generate Design”按鈕，即可快速地生成設計電路圖了。
（三）審設計
承接上一步，工具自動生成如下所示的NCL30000電路圖。對照這個電路圖，我們可以進一步審視各外部元件。如果需要修改某個元件的值，只需使用鼠標點擊元件代號下面的藍色數值部分，即彈出對話框，可以在這對話框中輸入目標值，再點擊“OK”按鈕保存即可。如要修改電阻R3的阻值，點擊“R3”下面的藍色字體的“5.60 kΩ”即彈出對話框，再在對話框中修改即可。保存后，系統將更新電路圖。
一旦所有元件值確定無誤，即可點擊相應的按鈕，進行直流輸入瞬態仿真或交流輸入瞬態仿真，等待若干秒后，點擊“DC Input Transient”(直流輸入瞬態)或“A C Input Transient”(交流輸入瞬態)下面的“Result”(結果)按鈕，即可進入仿真結果頁面(見圖5)。結束仿真后，點擊圖4左側的“Waveforms”(波形)按鈕，也可方便地獲得諸如“Feedback”(反饋)、“IC”、“Switching”(開關)、“Input”(輸入)或“Output”(輸出)波形。
如圖4所示，工程師在此階段還可以點擊器件型號右側的軟盤圖標，隨時保存設計，防止丟失設計導致返工。
（四）定BOM
仿真測試完成后，就可以進入下一步：確定設計的最佳BOM(見圖6)。如圖6所示，表中列舉了電路中所有元器件的型號，目前支持這一過程元件選擇的代理商有Digi-Key，故表中相應列舉了相關器件的Digi-Key型號和原廠型號。另外，鑒于RoHS已經成為影響工程師設計的一項重要因素，使用這工具也可選擇符合RoHS指令的元器件，只需在“RoHS Compliant”(遵從RoHS指令)前點擊復選框并點擊下面的“Apply”(應用)按鈕即可。
確定好BOM后，如圖6所示，工程師可以點擊“Download”按鈕，下載自己選定的BOM到本地硬盤上留作備用。
完成上述步驟后，應用電路設計過程就基本結束了。當然，工程師還可以進一步點擊“Design Summary”標簽頁，系統性地查看在前述步驟中選定的設計要求、生成的電路圖、確定的物料單以及仿真電路圖等，并將其保存為PDF格式的文檔，方便進一步地回顧或審閱設計。最后，在“My Designs”標簽頁，工程師還可以方便地查看自己進行的所有設計，能夠重新打開或刪除某項設計，或是將自己的設計與另一位MyON注冊用戶分享等。
總結：
固態照明市場持續增長發展，新、老供應商都期望利用LED優于傳統照明方案的性能、成本、可靠性和能效優勢。安森美半導體身為應用于高能效電子產品的首要高性能硅方案供應商，針對多種LED照明應用提供寬廣范圍的高能效LED驅動器方案及相關GreenPoint®參考設計，還進一步提供新的GreenPoint®設計工具，讓新興照明應用的設計人員坐在工作臺就能輕松設計，幫助他們大幅縮短開發時間，加快產品上市進程。
