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。

审核编辑：郭婷