这里主要聊一聊
WEBENCH在汽车电源里面的应用。WEBENCH本身是适合汽车电子ECU和汽车功率电子辅助电源设计的。
在新能源汽车里面一般有以下的单元。
充电机：充电机一般有三块电路，逻辑控制电路、交流输入级和DC-DC；这三块都是要隔离的，只有逻辑控制电路需要同12V链接在一起，其整体架构可以通过单路的SBC来实现。
DC-DC：也是前后两级，高压级和低压级。高压级的控制，需要隔离，后面的12V，也可以用SBC。
BMS：BMS分子单元和主单元；子单元的电压轨道需要隔离；主单元一般有3～4路CAN，与子单元通信，与VCU通信还有诊断通路。
逆变器：逆变器的主要由控制逻辑电路、驱动电路和功率部分所组成的，电源设计的难点主要是在驱动电路的多路电源供给。
本文主要针对车载充电机部分进行展开。
第一部分车载充电机
比如我们拿出一个典型的新能源
汽车充电机的整体规格来看：
图1 典型的新能源汽车车载充电机
在WEBENCH里面的实测结果如下：
图2 WEBENCH的主体结果
那这个工具如何能帮到我们的工程师呢？这里我们就重点来对整个设计进行分解，一般的车载充电机可以分为：
LLC
全桥
正激
其主体部分是高压对高压，对WEBENCH的要求比较高。
图3典型充电机主拓扑
而我们整体勾勒出整个充电机的系统架构可以看出：
主控电源的供给电路（非隔离电源）
充电机整个偏置电路的供给（隔离电源）
图4 典型的新能源汽车车载充电机
第二部分 辅助电源设计
2.1 先来谈汽车电子里面主控电源的供给电路：
电源设计是需要单独进行考虑的，主要考虑的问题如下：
模块电源分配：确认其他电路模块需要的电压和电流
模块电源保护：涉及三方面内容，反接保护电路、瞬态抑制电路和静电防护。
模块电源的管理策略：主要包含电压幅度管理策略、静电电流管理和睡眠唤醒策略三方面内容
低功率LDO设计：为逻辑电源、测量电路和传感器设计稳压电源高功率DC-DC电源设计：为功率需求较大的电路部分设计稳压电源，我们这里首先考虑使用DCDC的电源设计方法
图5 汽车电子主控电源设计概览
我们往常的设计流程为：
草案设计，使用Matchad或者Excel将所有的参数进行罗列和计算，将所有的器件设计参数导入至输入级
仿真和最坏情况分析用Mathcad进行初步计算，然后使用Saber做细节仿真
实测常温下和各种输入状态下的情况
环境实验、EMC实验摸底
可靠性试验定性测试
在电源设计中，首要的是确认电源的设计指标，器件选型：对于器件选型还需要可靠性知识和按照器件的降额标准，关键元器件IC 、L、C、D，R选择、评估与计算；
A.电源IC选型：最主要的三个参数是：输入电压、输出电压及最大输出电流。据产品的工作电流来选择：较合适的是工作电流最大值为电源IC最大输出电流的70～90%。
B.电感选型：这里需要考虑的参数主要有，电感量，DCR（频率高的还要考虑ACR），饱和电流Isat有效电流Irms
电感量L：导致DC-DC效率降低，相应的电感成本也会增加。L越大，储能能力越强，纹波越小，所需的滤波电容也就小，L越大，通常要求电感尺寸也会变大，DCR增加。
根据电感的精度，计算出有一定裕量的电感值例如：对于20%精度的电感，考虑到5%的设计裕量。则DC-DC所需的电感为L=1.25*Lmin
确定我们所需的电感为比计算出的电感L稍大的标称电感
C.电容选型：设计考虑参数为：电容值、容差、耐压、ESR、使用温度、尺寸、材质、直流偏置效应、漏电流； 商务考虑因素：价格、供货
输入电容计算：虽然不及CL 对输出稳定性的影响大，但CIN 也是电容值越大、ESR 越小则输出稳定性越好，纹波也越小。大到某种程度，降低输出纹波的效果会变小， 从防止对输入侧的电磁干扰的意义上说，电容值应从CL 的一半左右。虽然是一般不常进行确认的数据，但对降低EMI 是很重要的数据。CIN 不会因ESR太小而输出振荡，所以尽量使用低ESR 电容。
输出电容计算：Cin=I load(Max)*D*(1-D)/Fs*(Delta_Vin-Iload(Max))*ESR.CIN；CL 越大则纹波越小，但过分大的话，电容器的形状也大，成本提高。CL 由所需的纹波大小而定。
D.二极管选型：IF正向电流要大，VF正向压降要小，反向回复时间快；首选肖特基二极管，额定电流必须大于电路峰值电流选取。SBD有关绝对最大额定值，根据与FET同样的理由，应选择相对于使用条件的1.5 倍～2 倍左右的产品。SBD 的损失为正向热损失VF×IF 和反向漏电流IR 引起的热损失的合计值。
2.2WEBECN设计过程
在WEBENCH的设计过程，主要把之前的控制点先完成了。
WEBENCH汽车设计工具：
点击查看基本的设计过程
2.2.1线性的电源
这里只有一个方案，有成本等需求
在优化过程中，可以选取上面的工具栏，获取一些动态特性的结果，比如启动过程
这个工具可以做以下的事情：
A） 确定不同工作状态下的温度和工作点：
a. 16V状态下的温升
b. 9V
B） 时序特性
a. 确定上电时序
b. 输入特性曲线（9=）16V）
c. 负载特性曲线（0.3A=）0.03A）
通常我们给充电机配置主电源为线性电源，在上述方案下优化下即可，加入保护设计电路。
2.2.2 Buck电源
如果我们考虑会继续加大，特别是通信方面考虑CAN的时候，电流会更大一些到0.5A的时候，成本考虑2美金。
我们可以在可视化的图像中看到以下的情况：
以效率和体积的考虑，工具给了一个优选的设计方案，为绿色的
可以根据这个方案来进行设计考虑
这里基本集成了上述的设计考虑过程，得到了以下的外围电路的参数。
也可以进一步进行一些优化，这里同时也给出了成本和管脚大小。
同样可以观测整个启动的时序
这里比较有趣的还可以做一些初步的热仿真，如下所示：
这个工具，可以给我们带来比较简单的设计和考虑的分析结果，可以做初步的仿真设计。不过似乎这里没办法设计隔离电源，对多路输出的设置有些困难。
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