用于電源的設計的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于電源的設計的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本公開一般地涉及電路的設計，尤其(但非排他性地)涉及電源
諸如蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、膝上型計算機等的許多電子 設備是由相對低電壓的DC源供電的。因為電力通常通過作為高電壓AC 源的墻壁插座來傳遞，所以需要一般被稱為電源或電力轉換器的設備來將 高壓AC電力轉換為低壓DC電力。低壓DC電力可以由電源直接提供給 設備，或者它可以用于給可再充電電池充電，該電池繼而向設備提供能 量，但是這要求一旦所存儲的能量被排盡就進行充電。 一般來說，電池是 利用電池充電器充電的，電池充電器包括滿足電池所要求的恒定電流和恒 定電壓要求的電源。在工作時，電源可以使用控制器來調節傳遞給諸如電 池之類的電子設備的輸出電力，該電子設備通常可被稱為負載。更具體而 言，控制器可以耦合到傳感器，該傳感器提供電源的輸出的反饋信息以調 節傳遞給負載的電力。控制器通過響應于來自傳感器的反饋信息控制電力 開關接通和關斷來調節去往負載的電力，以將能量脈沖從輸入電力源(例 如電力線)傳遞到輸出。
在電源中經常包括的項目之一是變壓器(transformer)。電壓通常被 從電源電路的一部分(經常稱為初級側)施加到變壓器，并且變壓器將能 量從電源電路的該部分傳遞到電源電路的另一部分(經常稱為次級側)。 變壓器提供了電流隔離(galvanic isolation)，并且還變換了電源的初級側 和次級側之間的電壓水平。更具體而言，當DC電流不能在電源的初級側 和次級側之間流動時，發生電流隔離。
由于許多因子和變量，電源以及用在電源中的變壓器的設計和構造可
背景技術：
8能是一項非常錯綜復雜的任務。如果電源要包括多個輸出，則復雜度進一 歩增大。例如，電源的設計和構造經常通過實驗、在反復試驗的基礎上進 行，以供電源設計者實現具有關于電性能和成本的期望規范的電源設計。


參考附圖來描述本發明的非限制性和非窮盡性實施例，在附圖中，除 非另外指出，否則相似的標號在所有視圖中指代相似的部分。
圖1是圖示根據本發明的教導的用于輸入電源規范的示例性用戶界面 的圖。
圖2是圖示根據本發明的教導的用于輸入電源規范的示例性用戶界面 的圖。
圖3是圖示根據本發明的教導的用于輸入電源規范的示例性用戶界面 的圖。
圖4是圖示根據本發明的教導的用于輸入設計設置的示例性用戶界面 的圖。
圖5是圖示根據本發明的教導的用于輸入設計設置的示例性用戶界面 的圖。
圖6是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計的輸出列表的示例 性用戶界面的圖。
圖7是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計的框圖的示例性用 戶界面的圖。
圖8是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計的設計結果的示例 性用戶界面的圖。
圖9是圖示根據本發明的教導的用于顯示在電源設計中包括的變壓器 的變壓器構造的示例性用戶界面的圖。
圖10是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源的輸出的堆疊布置的 示例性用戶界面的圖。
圖11是圖示根據本發明的教導的示例性計算機系統的功能框圖。
圖12是圖示根據本發明的教導的用于電源的設計的示例性過程的流程圖。
圖13是圖示根據本發明的教導的用于生成具有單個輸出(該輸出具 有多個變量)的電源設計的輸出列表的示例性過程的流程圖。
圖14是圖示根據本發明的教導的示例性仿真電源設計和它們的電源
設計變量的各自組合的圖。
圖15是圖示根據本發明的教導的用于具有多個輸出(每個輸出具有 多個變量)的電源的設計的示例性過程的流程圖。
圖16是圖示根據本發明的教導的示例性計算機系統的功能框圖。
具體實施例方式
公開了用于電源的設計的方法和裝置。在下面的描述中，給出了大量 具體細節以提供對本發明的全面理解。然而，本領域普通技術人員應當清 楚，在實施本發明吋并不需要采用具體細節。在其他實例中，公知的材料 或方法沒有被詳細描述以避免模糊本發明。
在該說明書中提到"一個實施例"、"實施例"、"一個示例"或 "示例"時是指結合該實施例或示例描述的特定特征、結構或特性被包括 在本發明的至少一個實施例中。因而，在該說明書中的各處出現的短語 "在一個實施例中"、"在實施例中"、"一個示例"或"示例"并不一 定指的是同一實施例或示例。此外，在一個或多個實施例或示例中，這些 特定特征、結構或特性可以在任何合適的組合和/或子組合中組合。另外， 應意識到，這里提供的附圖是為了向本領域普通技術人員提供說明的n 的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
簡而言之，本發明的實施例包括用于電源的設計的方法和裝置。在一 個示例中，該方法被實現為運行在計算機上的設計軟件。用戶可以開始于 提供與期望電源設計相對應的輸入規范。設計軟件隨后生成電源設計變量 的多個列表，包括諸如可行輸出二極管的列表、變壓器核心類型的列表以 及變壓器的次級匝的列表之類的列表。隨著其他的輸出被添加到電源設 計，設計的復雜度可能進一步增大。設計軟件利用選自所生成的列表中的 電源設計變量的各種組合來仿真多個電源設計。用戶可以指定在輸出列表中保持的電源設計的最大數目。隨著設計軟件對多個電源設計的處理，它 維護了包含"最佳"電源設計的輸出列表。在找到更好的電源設計時，分 數低的設計被從輸出列表中去除并被替換為分數較高的設計。以這種方式 在多個組合的整個仿真中，設計軟件在輸出列表中僅維護有限數目的電源 設計，這極大地增大了設計軟件可用來為用戶得出期望設計的速度并節省 了存儲器。此外，在一個示例中，設計軟件可以對可行設計變量的每一可 能組合進行迭代，以確保基于用戶的優先級的電源設計得以確定。下面詳 細描述這些和其他的實施例。
圖1是圖示根據本發明的教導的用于輸入電源規范的示例性用戶界面 100的圖。用戶界面100的圖示示例包括拓撲輸入區域101、控制器系列
(controller family)輸入區域103、封裝輸入區域105、頻率輸入區域 107、包封(enclosure)輸入區域109和電路顯示111 。
一般而言，用戶界面100向用戶提供輸入期望電源的某些設計規范的 能力。在一個示例中，拓撲輸入區域101可以允許用戶在多種電源拓—撲
(例如，反激式(flyback)、正向式、buck式，等等)之間進行選擇。系 列輸入區域103允許用戶從適合用于當前所選拓撲的多種電源控制器中進 行選擇。封裝輸入區域105被配置為允許用戶選擇當前所選控制器的封裝 類型(例如，雙列直插式封裝(DIP)、表面安裝器件(SMD)，等 等)。頻率輸入區域107允許用戶選擇當前所選控制器的開關頻率(例 如，TOPSwitch-GX)。包封輸入區域109允許用戶選擇當前所選控制器的 包封類型。例如，如圖1所示，選擇開放框架(叩en frame)包封。作為 示例，開放框架包封是電源中包括的電路被暴露于其周圍的一種包封。
如圖所示，用戶界面100中還包括電路顯示111。在一個示例中，電 路顯示111對經由用戶輸入控件101-109的用戶輸入作出響應。例如，如 圖l所示，電路顯示111顯示表示當前所選的反激式電源拓撲(它具有當 前所選的電源控制器)的電路圖。
圖2是圖示根據本發明的教導的用于輸入電源規范的示例性用戶界面 200的圖。示例性用戶界面200允許用戶指定電壓和頻率的電源輸入條 件。例如，如圖2所示，用戶可以選擇電源的輸入處的最小和最大工作電壓以及輸入線頻率(line frequency) 、 AC缺省(AC default)電壓和高壓 DC的類型或低壓DC的類型(例如，工業型、PoE型、Telco型等等)。
圖3是圖示根據本發明的教導的用于輸入期望輸出電源規范301的示 例性用戶界面300的圖。 一般而言，用戶界面300允許用戶指定電源設計 中要包括的輸出的數目以及每個輸出的電壓、電流和功率需求。例如，四 個輸出(即，Output #1-4)被示為在示例性用戶界面300中輸入。Output #1在示例中被指定為具有5.00V的輸出電壓、2.00A的電流輸出以及 IO.OOW的功率輸出。盡管圖3圖示了具有四個輸出的電源設計的輸入，但 是用戶可以指定包括一個或多個輸出的任何數目的輸出。在一個示例屮， 用戶界面300還包括供用戶輸入在每個所指定的輸出處的峰值負載條件 (如果適用的話)的選項。
圖4是圖示根據本發明的教導的用于輸入設計設置的示例性用戶界面 400的圖。用戶界面400的圖示示例包括文件名輸入區域401、組件鬼輸 入區域403、初始結果視圖輸入區域405和屏蔽繞組(shield winding)選 擇輸入區域407。
文件名輸入區域401允許用戶輸入文件名，其中電源設計結果可通過 該文件名被保存。組件集輸入區域403允許用戶選擇當為其電源設計選擇 組件時軟件可從中抽取的一組特定組件。在一個示例中， 一個組件集是具 有它們各自的參數的多個組件的數據庫。例如，組件集可包含多種類型的 輸出二極管(例如，Schottky型、超快恢復型、快速恢復型、標準恢復 型，等等)。在每種二極管類型內，組件集可包括具有各種電壓和電流標 定的二極管。組件集還可包括可用在電源設計中的多種類型的變壓器核心 和核心大小(例如，EE13、 EE25、 EI25 、 Ell28 、 EF12.6 、 H30 、 PQ26/20 、 PQ20/16 、 腹5 、 RM10 、 ETD29/16/10 、 ETD34/17/11、 EPC13、 EPC19，等等)。
仍然參考圖4，用戶可以利用初始結果視圖輸入區域405來預先選擇 用來顯示電源設計結果的初始視圖。如下面所討論的，用戶可以從框圖視 圖、設計結果視圖和變壓器構造視圖中進行選擇。用戶還可以通過選擇或 不選擇屏蔽繞組選擇輸入區域407來指定要用在電源設計中的變壓器是否圖5是圖示根據本發明的教導的用于輸入設計設置的示例性用戶界而
500的圖。用戶界面500的圖示示例包括最大設計輸入區域501、 NS主要 范圍輸入區域503和核心范圍輸入區域505。最大設計輸入區域501允許 用戶能夠輸入在電源設計結果中包括的最大設計數目。如下面將進- 歩詳 細描述的，該最大設計數目不僅控制顯示給用戶的電源設計的數目，還控 制在電源設計的計算、優化和選擇期間維護的設計的最大數目。
用戶界面500中還包括NS主要范圍輸入區域503，它被配置為允許 用戶指定用戶可基于變壓器的設計限制(例如線軸尺寸、導線規格等)確 定的次級匝的最小和最大數目。類似地，核心范圍輸入區域505被配置為 允許用戶指定要在電源設計中包括的變壓器的最小和最大核心大小。
圖6是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計的輸出列表601的 示例性用戶界面600的圖。如圖6所示，示例性用戶界面600顯示屯源設 計的輸出列表601。在一個示例中，用戶界面600可以基于用于評價毎種 設計的打分系統，從最高分數到最低分數的順序顯示多種解決方案。在另 一示例中，輸出列表601包括被輸入到用戶界面500的最大設計輸入lx域 501中的電源設計的最大數目。如圖所示，第一列602顯示解決方案數 目。對于輸出列表601中包括的每種電源設計，列604顯示用戶指定的輸 出電壓，而列605顯示針對電源的每個相應輸出的實際輸出電壓。用戶界 面600還可包括顯示電源設計的變壓器中次級繞組的匝數的列606、顯示 變壓器的每個輸出的堆疊配置的列608、標識變壓器的核心類型和大小的 列610、以及顯示與電源的每個輸出相對應的輸出二極管的列612。另 外，用戶界面600中包括顯示適配估計(fit estimate)的列614，適配估計 是線軸的充滿區域的百分比。在一個示例中，如果適配估計是95%，則線 軸在到達100%的滿容量之前仍可容納繞組層。在另一示例中，列616顯 示歸一化的輸出容差。更具體而言，歹!J 616給出了對電源的每個輸出上的 實際電壓與期望的相應輸出的關系有多近的視覺描繪。
圖7是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計的示意圖701的示 例性用戶界面700的圖。用戶界面700表示當選擇列輸出列表601中的-
13種或多種電源設計時可以顯示給用戶的用戶界面的一種可能實現方式。如 圖7所示，框圖701是所得到的電源設計之一的電路圖，并且可包括關于 核心大小、初級和次級繞組的實際匝數、堆疊配置、控制器類型以及它們 各自的電路連接的信息。
圖8是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計的設計結果801的 示例性用戶界面700的圖。
圖9是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計中包括的變壓器的 變壓器構造901的示例性用戶界面700的圖。
圖10是圖示根據本發明的教導的用于顯示電源設計的輸出的堆疊布 置的示例性用戶界面1000的圖。在一個示例中，有三個堆疊布置選項可 用，包括DC堆疊布置、AC堆疊布置和浮動堆疊布置。每個堆疊布置選 項取決于電源的設計規范而有其優點和缺點。更具體而言，AC堆疊布置 (例如，圖10的輸出編號1、 2和3)允許次級側使用在一個或多個輸出 之間共享的單個線圈。DC堆疊布置(例如，圖10的輸出編號4)允許通 過二極管壓降來調節電壓比以更接近于指定輸出電壓，這是因為圍繞:H冇 線圈導線的線軸的匝數只能以整數調節。浮動布置(未示出)針對電源的 每個輸出使用各個線圈。在一個示例中，在基于用戶輸入優先級的電源設 計優化過程中，每個輸出將被指定一種特定的堆疊布置。
圖11是圖示根據本發明的教導的示例性計算機系統1100的功能框 圖。計算機系統1100的圖示示例包括設計生成器組件1101、用戶界面組 件1103、輸出列表組件1105和數據庫組件1107。設計生成器組件1101 被圖示為包括設計仿真器組件1109、列表組件1111和設計打分器組件 1113。在一個示例中，用戶界面組件1103是如上所述的用戶界面100、 200、 300、 400、 500、 600、 700、 800、 900和1000中的一個或多個。
數據庫組件1107向設計生成器組件1101提供用在電源設計中的各種 變量集。例如，數據庫組件1107中包括的變量可包括多種類型的輸出二 極管(例如，Schottky型、超快恢復型、快速恢復型、標準恢復型，等 等)以及每一類型的各種電壓和電流標定。數據庫組件]107還可包括可 用在電源設計中的多種類型的變壓器核心和核心大小。在一個示例中，設計生成器1101部分地基于用戶輸入的設計參數從 數據庫組件1107中僅提取可行的選項。從數據庫組件1107中選擇的可行 選項隨后可以用于形成列表組件1111的設計變量的列表。在一個示例 中，設計生成器1101基于預定規則來確定組件的可行性，其中對于不同 類型的變量可能有不同的規則。例如，基于用于二極管的電源設計參數的
電流標定的范圍可以是用于從數據庫組件1107中確定可行二極管的標
準。在另一示例中，次級的匝數可能受到可被線軸的高度和/或寬度支持的 匝數和/或基于特定電源設計標準的合理限制的限制。
圖12是圖示根據本發明的教導的用于電源的設計的示例性過程1200 的流程圖。圖13是圖示根據本發明的教導的用于生成電源設計的輸出列 表的示例性過程1300的流程圖。計算機系統1100的操作參考圖11、 12和 13來描述。
在處理塊1201中，用戶界面1103接收來自用戶輸入的電源規范。在 一個示例中，"用戶"是操作計算機(例如個人計算機)的人。在寸小 例中，"用戶"是控制計算機系統1100或者向計算機系統1100提供輸入 的另一軟件實體。通過用戶界面1103輸入的電源規范可包括電路柘撲、 功率控制器的類型、電源的輸入電壓、電源的輸出數目以及輸出電壓和輸 出電流，如上參考圖1、 2禾n 3所討論的。在處理塊1203中，用戶界而 1103輸入要包括在輸出列表中的電源設計的最大數目。
接下來，在處理塊1205中，列表組件1111生成適合于供期望電源設 計使用的電源變量的多個列表。在一個示例中，列表組件1111響應于用 戶在處理塊1201中輸入的輸入規范而生成電源變量的多個列表。例如， 列表組件1111可以查詢數據庫組件1107并且生成用于期望電源設計的44 個輸出的可行輸出二極管的列表。在一個示例中，輸出二極管的列表還包 括列表中包括的每個二極管的二極管電流標定。列表組件1111還可以牛 成要用在電源設計中的變壓器的核心類型的列表、堆疊布置的列表、變上k 器的次級側的可能匝數的列表、以及變壓器的核心大小的列表。
接下來，在處理塊1207中，設計生成器1101生成輸出列表1105,輸 出列表1105包含不超過最大數目的被打分的電源設計。最后，在處理塊1209中，用戶界面1103向用戶顯示輸出列表。在一個示例中，用戶界面
1103通過計算機監視器向用戶顯示輸出列表。然而，用戶界面1103可以 通過其他方式顯示輸出列表，例如通過打印、存儲到存儲器(外部或內部 的)、或者經由網絡或其他通信鏈路發送。
現在參考圖13更詳細描述處理塊1205，圖13圖示了用于生成電源設 計的輸出列表1105的示例性過程1300。為了說明方便，僅參考電源變量 的兩個列表(即，第一列表和第二列表)來描述過程1300。然而，如上所 示，根據本發明的教導可以實現電源變量的任何數目的列表，包括.個或 多個。在處理塊1301中，設計仿真器1109從列表組件1111中維護的電源 變量的第一列表中選擇第一電源變量。在處理塊1303中，設計仿真器 1109從列表組件1111中維護的電源變量的第二列表中選擇第-電源變 量。作為示例，第一列表可包含合適的輸出二極管的列表，而第二列農可 包含核心類型的列表。在該示例中，設計仿真器1109從二極管列農'卜選 擇二極管，并從核心類型列表中選擇核心類型。
在處理塊1305中，設計仿真器1109利用從第一和第二列表中所選的 變量(例如，來自二極管列表的二極管和來自核心類型列表的核心類型) 來仿真電源設計。在仿真了電源設計之后，設計仿真器1109在判決塊 1307中確定所仿真的電源設計是否是可行的設計。在一個示例屮，可以通 過確定各種電源參數是否得以滿足來驗證電源可行性，這些參數例如是最 大通量密度、峰值通量密度、間隙大小、變壓器適配和/或峰值電流。如果 電源設計被確定為不是可行設計，則在處理塊1309中當前設計被放棄。 然而，如果電源設計確實被確定為可行的，則過程繼續到處理塊1311，在 處理塊1311中，設計打分器組件1113為當前電源設計計算分數。在一個 示例中，分數是一個指派給電源設計的數值，該數值表示電源設計與用戶 輸入的電源規范的吻合程度。在另一示例中，該分數可以根據用戶的偏好 對輸入的電源規范加權。更具體而言，用戶界面可以向用戶提供選擇性地 對某些輸入參數施加優先級的選項以增大效率和/或成本效率。在一個示例 中，更好的分數由更大的數值表示。
作為示例，設計打分器組件1113可以響應于多個加權因子來計算電
16源設計的分數。設計打分器組件1113可以均等地對這些因子加權，或者 可以被配置為賦予某些因子比其他因子更大的權重。下面的式1表示用于
利用加權因子來計算電源設計的分數(Score)的一種可能實現方式。
式1:
+幼—M * ^5+幼一7>戸*『7 其中/"^ec表示在規范內(在指定容差內)的電源設計的輸出數目對不在 規范內的電源設計的輸出數目(由輸入的電源規范確定)的比率；Core表 示變壓器的核心類型的成本和大小；5Vfld表示變壓器的堆疊布置的類型的 歸一化成本；Jcmcj;表示繞組的實際輸出電壓與每個繞組的指定輸出電 壓的匹配程度；57〕—表示正向電流標定處于或高于經過輸出二極管的仿 真電流的輸出二極管的歸一化成本；^"一Fi 表示反向電壓標定處于或高于 輸出二極管的仿真反向電壓的輸出二極管的歸一化成本；并且7>/^農 示所選的二極管類型的類型的歸一化成本。權重,/-,7表示指派給各個1到 子的不同權重。在一個示例中，W等于109， K等于108， ^等于106， ^等于105， ,5等于104，『6等于103， ,7等于102。因而，在該示例 中，/n&ec因子被賦予比任何其他因子更大的權重。在一個示例中，加權 方案可以允許對因子設置優先級。
現在返回到圖11禾Q 13，設計生成器組件1101隨后在判決塊1313屮 確定輸出列表組件1105是否包含最大數目的電源設計。如果否，則設計 生成器組件1101進行到處理塊1315，并將當前電源設計添加到由輸出列 表組件1105維護的輸出列表。如果輸出列表已經包含最大數目的電源設 計，則設計生成器組件1101進行到判決塊1317，在判決塊1317中，當前 電源設計的分數被與己經存儲在輸出列表組件1105中的電源設計的分數 相比較。在判決塊1317中，如果當前電源設計的分數大于存儲在輸出列 表中的任一電源設計的分數，則過程1300進行到處理塊1319，在處理塊 1319中，輸出列表中分數最差的電源設計被替換為當前電源設計。如果當 前電源設計并不大于輸出列表中的任一電源設計的分數，則過程1300進 行到處理塊1309，在處理塊1309中，當前電源設計被放棄。因而，在示例性過程1300中，輸出列表最初被填充以電源設計，這時不考慮它們的
相對分數，并且一旦最大數目的電源設計被存儲在輸出列表中，過程1300
隨后就在處理可能設計的各種組合期間開始比較分數并利用分數較高的設 計替換輸出列表中分數低的電源設計的過程。
現在繼續到判決塊1321，設計生成器1101現在確定電源設計變量的 第二列表是否已被窮盡。換句話說，確定是否已到達第二列表的末端。如 果否，則過程進行到處理塊1323，在處理塊1323中，選擇來向第二列表 的下一變量并且過程返回到處理塊1305。然而，仍選擇來自變量的第列 表的第一變量。因而，在第二次經過處理塊1305時，具有來自第一列表 的第一變量和來自第二列表的第二變量的電源設計被用于仿真。在-一個示 例中，過程1300針對第二列表中的每個變量重復塊1307至1319，從而利 用選自第一列表的第一變量對每個變量進行仿真。
當在判決塊1321中確定第二列表被窮盡吋，過程進行到判決塊 1325，在判決塊1325中，現在確定第一列表是否被窮盡。如果否，則過 程繼續到處理塊1327，從電源變量的第一列表中選擇下一變量。然而，過 程1300現在重復到處理塊1303，此時再次選擇來自第二列表的第 -變 量。換句話說，電源設計變量的第二列表被重置，以使得過程1300針對 第二列表中的每個變量重復塊1305至1319，從而現在利用選自第一列表 的第二變量對每個變量進行仿真。這是一個示例，即選自列表中的變量的 所有可能組合的設計可行性被考慮，然后根據上述打分系統打分。--旦設 計變量的所有列表都被窮盡，過程1300就進行到處理塊1209，在處理塊 1209中，顯示所得到的輸出列表。
圖14是圖示根據本發明的教導的示例性仿真電源設計1401和它們的 電源設計變量的各自組合的圖。在一個示例中，在過程1300中描述的電 源變量的第一列表是二極管列表1403，電源變量的第二列表是變壓器核心 列表1405。在過程1300重復塊1305至1319時，多個電源設計被仿真， 這些電源設計包括選自第一和第二列表的電源設計變量的多種組合。在圖 14所示的示例中，第一電源設計PSD:是利用選自二極管列表1403的第一 二極管DJ口選自變壓器核心列表1405的第一變壓器核心C,來仿真的。第二電源設計PSD2是利用第一二極管D,和選自變壓器核心列表1405的第 二變壓器核心C2來仿真的。如上所述，過程1300將進行重復，直到變壓 器核心列表1405被窮盡，此時從二極管列表1403中選擇第二二極管D2， 并且利用二極管D2與變壓器核心CrCm的每一組合來仿真電源設計。S 而，電源設計1401的圖示示例將包括選自第一和第二列表中每一個的電 源設計變量的每一種可能組合。需要提醒的是，盡管圖14圖示了 兩個變量列表的仿真電源設計，但是如上所述，可以實現任何數目 列表，包括一個或多個列表。從圖14中可見，隨著列表數目的增大和每 個列表內變量數目的增大，仿真電源設計的數目指數地增大。例如，二極 管列表可包括多達50個二極管，核心類型列表可包括多達10種核心類 型，可能匝數的列表可包括多達15種選項，并且變壓器堆疊布置的列表 可包括多達3種堆疊布置(AC堆疊、DC堆疊和浮動)。因而，設計變量 的組合的總數可能非常大(即，在百萬的數量級上)。此外，電源設計的 每個輸出可包括其自身的電源設計變量列表，這進一步將組合數目乘以要 包括的輸出的數目。
圖15是圖示根據本發明的教導的用于具有多個輸出、每個輸出具有
多個設計變量列表的電源設計的示例性過程1500的流程圖。
.水-
示例
中，生成了與電源設計的第一輸出相對應的電源設計變量的第一和第二列 表。在該示例中，生成了與電源設計的第二輸出相對應的電源設計變量的 第三和第四列表。作為示例，第一和第三列表可以是適合于用在它們各l'l
的電源設計的輸出上的二極管列表。第二和第四列表可以是每個變壓器輸 出的匝數列表。
在處理塊1501至1507中，從這四個列表的每一個中選擇第一電源設 計變量。在處理塊1509中，利用所選的變量來仿真電源設計。處理塊 ]307至1319與以上參考過程1300所描述的相同。塊1511至1525提供了 對過程1500的控制以確保在電源設計中仿真來自第一、第二、第三和第
四列表的電源設計變量的每種組合。因而，仿真了與第-
應的i匕
源變量的每一可能組合和與第二輸出相對應的電源變量的每一可能組合相 組合的情形。處理塊中的一些或全部出現在每個前述處理中的順序不應當視為限制 性的。相反，受益于本公開的本領域普通技術人員將理解， 一些處理塊可 以按未示出的多種順序執行。
圖16是圖示根據本發明的教導的示例性計算機系統160]的功能框 圖。根據本發明的教導，計算機系統1601可以是個人計算機、個人數字 助理或者能夠運行軟件(例如包括執行這里描述的處理的指令的軟件)的 任何其他合適的計算等同物。在一個實施例中，計算機系統1601是包括 耦合到總線1607的處理器1603的計算機。在一個實施例中，存儲器 1605、存儲裝置1611、顯示控制器1609、通信接口 1613、輸入/輸出控制 器1615和音頻控制器1627也耦合到總線1607。
在一個實施例中，計算機系統1601通過通信接口 1613接口到外部系 統。通信接口 1613可包括模擬調制解調器、數字調制解調器、網絡接口 卡、無線網絡接口、光載波接口、令牌環接口、衛星傳輸接口或者川于將 一個設備耦合到其他設備的任何其他接口 。
在一個實施例中，載波信號1623被通信接口 1613接收/發送以與無線 天線1621通信。在一個實施例中，無線天線1621向網絡1633提供無線接 口。在一個實施例中，載波信號1625被通信接口 1613接收/發送以與網絡 1633通信。在一個實施例中，通信信號1623禾口/或1625可用于將計黨機系 統1601與另一計算機系統、網絡集線器、路由器等接口。在一個實施例 中，通信信號1623和1625可通過線路、線纜、光纖或通過空氣等發送。
在一個實施例中，處理器1603可以是傳統的微處理器，例如一般在 個人家用計算機中找到的微處理器。存儲器1605可以是諸如動態隨機訪 問存儲器(DRAM)之類的計算機可讀介質，并且可包括靜態隨機訪問存 儲器(SRAM)。顯示控制器1609以傳統方式控制顯示器1619，在-一個 實施例中，顯示器1619可以是陰極射線管(CRT)、液晶顯示器 (LCD)、有源矩陣顯示器、等離子體顯示器、投影儀顯示器、電視監視 器等等。耦合到輸入/輸出控制器1615的輸入Z輸出設備1617可以是鍵 盤、盤驅動器、打印機、掃描儀以及其他輸入和輸出設備，包括電視遙控 器、鼠標、軌跡球、軌跡板、操縱桿、點擊設備等等。在^一個實施例中，音頻控制器1627以傳統方式控制音頻輸出1631，音頻輸出1631例如可包 括音頻揚聲器、耳機、音頻接收器、放大器等等。在一個實施例中，控制 器1627還以傳統方式控制音頻輸入1629，音頻輸入1629例如可包括麥克 風或來自音頻或音樂設備的(一個或多個)輸入等等。
在一個實施例中，存儲裝置1611可包括計算機可讀或可訪問介質， 例如但不限于磁硬盤、軟盤、光盤、閃存驅動器、智能卡或用于存儲數據 的任何其他合適的存儲介質等同物。在一個實施例中，存儲裝置1611可 包括可移除介質、只讀介質、可讀/寫介質等等。在計算機系統1601中軟 件的執行期間， 一些數據可以通過直接存儲器訪問過程寫入到存儲器1605 中。應意識到，軟件可以駐留在存儲裝置1611、存儲器1605中，或者可 以經由調制解調器或通信接口 1613發送或接收。
上述處理是根據計算機軟件和硬件描述的。所述的技術可以構成實現 在機器(例如計算機)可讀介質內的機器可執行指令，這些指令在被機器 執行時將使得機器執行所述操作。另外，這些處理可以實現在硬件內，例 如用專用集成電路("ASIC")等實現。
計算機可讀介質包括以計算機(例如，個人計算機、網絡設備、個人 數字助理、制造工具、具有一組一個或多個處理器的任何設備，等等)可 訪問的形式提供(即，存儲和/或發送)信息的任何機制。例如，計算機可 讀介質包括可記錄和/或不可記錄介質(例如，只讀存儲器(ROM)、隨 機訪問存儲器(RAM)、磁盤存儲介質、光存儲介質、閃存設備、CD-ROM^ DVD-ROM、網絡附接存儲裝置(NAT)，等等)。
對本發明的圖示實施例的以上描述(包括在摘要中描述的內容)并不 是窮盡性的或者意圖將本發明限制在所公開的精確形式。盡管這里出于說 明性目的描述了本發明的具體實施例和示例，但是在本發明的范圍內可以 有各種修改，本領域技術人員將認識到這一點。
這些修改可以根據以上詳細描述來進行。在權利要求中使用的術語不 應當被解釋為將本發明限制到在說明書中公開的具體實施例。相反，本發 明的范圍應完全由權利要求確定，權利要求應根據對權利要求的解釋建立 的原則來解釋。
權利要求
1.一種計算機實現的方法，包括響應于選自電源設計變量的多個列表中的電源設計變量來仿真第一電源設計；計算所述第一電源設計的分數；確定所述第一電源設計的分數是否好于一組電源設計中包括的任一電源設計的分數；以及如果是，則利用所述第一電源設計來替換該組電源設計中具有最差分數的電源設計。
2. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，其中所述第一電源設計是 多個電源設計之一，該方法還包括針對所述多個電源設計中的每一個重復仿真、計算、確定和替換歩 驟，其中所述多個電源設計包括選自所述電源設計變量的多個列表中的電 源設計變量的多個組合。
3. 如權利要求2所述的計算機實現的方法，其中所述電源設計變量的 多個組合中的每一個包括選自電源設計變量的第一列表中的單個電源設計 變量和選自電源設計變量的第二列表中的單個電源設計變量。
4. 如權利要求3所述的計算機實現的方法，其中所述電源設計變最的 多個組合包括選自所述第一和第二列表中的每一個的單個電源設計變量的 每一可能組合。
5. 如權利要求3所述的計算機實現的方法，還包括通過從電源設計變 量的數據庫中選擇可行的電源設計變量來生成所述電源設計變量的第 -列 表。
6. 如權利要求2所述的計算機實現的方法，其中所述多個電源設計中 的每一個包括第一輸出和第二輸出，其中所述電源設計變量的多個列表包 括與所述第一輸出相對應的電源設計變量的第一和第二列表以及與所述第 二輸出相對應的電源設計變量的第三和第四列表，其中所述電源設計變量 的多個組合包括與所述第一輸出相對應的單個電源變量的每一可能組合和與所述第二輸出相對應的單個電源變量的每一可能組合的組合。
7. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，其中計算所述第一電源設 計的分數的步驟包括響應于多個加權因子而計算所述第一電源設計的分 數。
8. 如權利要求7所述的計算機實現的方法，其中所述加權因子包括選 自由以下各項構成的群組中的至少兩個因子在規范內的所述第一電源設 計的輸出數目對不在規范內的所述第一 電源設計的輸出數目的比率；所述 第一電源設計中包括的能量傳遞元件的核心類型；所述能量傳遞元件的堆 疊布置的類型；所述第一電源設計的輸出之間的輸出比的精度；所述第一 電源設計中包括的輸出二極管的正向電流標定；所述輸出二極管的反向電 壓標定；以及所述輸出二極管的二極管類型。
9. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，其中確定所述第一電源設 計的分數是否好于該組電源設計中包括的任 一 電源設計的分數的歩驟包 括確定所述第一電源設計的分數是否大于該組電源設計中包括的任一電 源設計的分數。
10. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，還包括輸入電源規范的 步驟，其中所述第一電源設計是響應于所輸入的電源規范而被打分的。
11. 如權利要求10所述的計算機實現的方法，還包括響應于所輸入的 電源規范來確定所述第一電源設計是否是可行的電源設計。
12. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，其中所述電源設計變量 的多個列表中的至少一個是輸出二極管的列表。
13. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，其中所述電源設計變量 的多個列表中的至少一個是能量傳遞元件的次級匝的列表。
14. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，其中所述電源設計變量 的多個列表中的至少一個是能量傳遞元件的核心類型和大小的列表。
15. 如權利要求1所述的計算機實現的方法，還包括輸出該組電源設 計的步驟。
16. —種存儲有指令的計算機可讀介質，該指令在被計算機執行吋將 使得所述計算機執行以下操作響應于選自電源設計變量的多個列表中的電源設計變量來仿真第 一 電 源設計；計算所述第一電源設計的分數；確定所述第一電源設計的分數是否好于一組電源設計中包括的任 -電源設計的分數；以及如果是，則利用所述第一電源設計來替換該組電源設計中具有最差分 數的電源設計。
17. 如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中所述第一電源設計是 多個電源設計之一，該介質還存儲有在被所述計算機執行時將使得所述計 算機執行以下操作的指令針對所述多個電源設計中的每一個重復仿真、計算、確定和替換步 驟，其中所述多個電源設計包括選自所述電源設計變量的多個列表中的電 源設計變量的多個組合。
18. 如權利要求17所述的計算機可讀介質，其中所述電源設計變量的 多個組合中的每一個包括選自電源設計變量的第一列表中的單個電源設計 變量和選自電源設計變量的第二列表中的單個電源設計變量。
19. 如權利要求18所述的計算機可讀介質，其中所述電源設計變量的 多個組合包括選自所述第一和第二列表中的每一個的單個電源設計變量的 每一可能組合。
20. 如權利要求17所述的計算機可讀介質，其中所述多個電源設計中 的每一個包括第一輸出和第二輸出，其中所述電源設計變量的多個列表包 括與所述第一輸出相對應的電源設計變量的第一和第二列表以及與所述第 二輸出相對應的電源設計變量的第三和第四列表，其中所述電源設計變量 的多個組合包括與所述第一輸出相對應的電源變量的每一可能組合和與所 述第二輸出相對應的電源變量的每一可能組合的組合。
21. 如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中計算所述第一電源設 計的分數的操作包括響應于多個加權因子而計算所述第-- 電源設計的分 數。
22. 如權利要求21所述的計算機可讀介質，其中所述加權因子包括選自由以下各項構成的群組中的至少兩個因子在規范內的所述第一電源設 計的輸出數目對不在規范內的所述第一 電源設計的輸出數目的比率；所述 第一電源設計中包括的能量傳遞元件的核心類型；所述能量傳遞元件的堆疊布置的類型；所述第一電源設計的輸出之間的輸出比的精度；所述第一 電源設計中包括的輸出二極管的正向電流標定；所述輸出二極管的反向電 壓標定；以及所述輸出二極管的二極管類型。
23. 如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中確定所述第一電源設 計的分數是否好于該組電源設計中包括的任一電源設計的分數的操作包 括確定所述第一電源設計的分數是否大于該組電源設計中包括的任一電 源設計的分數。
24. 如權利要求16所述的計算機可讀介質，還存儲有在被所述計算機執行時將使得所述計算機執行以下操作的指令輸入電源規范，其中所述第一電源設計是響應于所輸入的電源規范而 被打分的。
25. 如權利要求24所述的計算機可讀介質，還存儲有在被所述計算機執行時將使得所述計算機執行以下操作的指令響應于所輸入的電源規范來確定所述第一電源設計是否是可行的電源 設計。
26. 如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中所述電源設計變量的 多個列表中的至少一個是輸出二極管的列表。
27. 如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中所述電源設計變量的多個列表中的至少一個是能量傳遞元件的次級匝的列表。
28. 如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中所述電源設計變量的多個列表中的至少一個是能量傳遞元件的核心類型和大小的列表。
29. —種計算機系統，包括列表組件，用于生成電源設計變量的多個列表；仿真器組件，用于響應于選自所述電源設計變量的多個列表中的電源 設計變量來仿真第一電源設計；打分組件，用于計算所述第一電源設計的分數；輸出列表組件，用于維護一組電源設計，其中如果所述第一電源設計 的分數好于該組電源設計中包括的任一 電源設計的分數，則該組電源設計 中包括的具有最差分數的電源設計被替換為所述第一電源設計。
30. 如權利要求29所述的計算機系統，其中所述第一電源設計是多個電源設計之一，并且其中所述多個電源設計包括選自所述電源設計變量的 多個列表中的電源設計變量的多個組合。
31. 如權利要求30所述的計算機系統，其中所述電源設計變量的多個 組合中的每一個包括選自電源設計變量的第一列表中的單個電源設計變量 和選自電源設計變量的第二列表中的單個電源設計變量。
32. 如權利要求31所述的計算機系統，其中所述電源設計變量的多個 組合包括選自所述第一和第二列表中的每一個的單個電源設計變量的每--可能組合。
33. 如權利要求30所述的計算機系統，其中所述多個電源設計'i'的每 一個包括第一輸出和第二輸出，其中所述電源設計變量的多個列表包括與 所述第一輸出相對應的電源設計變量的第一和第二列表以及與所述第二輸 出相對應的電源設計變量的第三和第四列表，其中所述電源設計變量的多 個組合包括與所述第一輸出相對應的單個電源變量的每一可能組合和與所 述第二輸出相對應的單個電源變量的每一可能組合的組合。
34. 如權利要求29所述的計算機系統，其中所述打分組件還響應于多 個加權因子來計算所述第一電源設計的分數。
35. 如權利要求34所述的計算機系統，其中所述加權因子包括選自由 以下各項構成的群組中的至少兩個因子在規范內的所述第一電源設計的 輸出數目對不在規范內的所述第一電源設計的輸出數目的比率；所述第一 電源設計中包括的能量傳遞元件的核心類型；所述能量傳遞元件的堆疊布 置的類型；所述第一電源設計的輸出之間的輸出比的精度；所述第一電源 設計中包括的輸出二極管的正向電流標定；所述輸出二極管的反向電壓標 定；以及所述輸出二極管的二極管類型。
36. 如權利要求29所述的計算機系統，其中如果所述第-一電源設計的 分數大于該組電源設計中包括的任一電源設計的分數，則所述第一電源設計的分數好于該組電源設計中包括的任一 電源設計的分數。
37. 如權利要求29所述的計算機系統，還包括用于輸入電源規范的用 戶界面組件，其中所述打分組件響應于所輸入的電源規范來計算所述第一 電源設計的分數。
38. 如權利要求29所述的計算機系統，其中所述電源設計變量的多個列表中的至少一個是輸出二極管的列表。
39. 如權利要求29所述的計算機系統，其中所述電源設計變量的多個 列表中的至少一個是能量傳遞元件的次級匝的列表。
40. 如權利要求29所述的計算機系統，其中所述電源設計變量的多個 列表中的至少一個是能量傳遞元件的核心類型和大小的列表。
全文摘要
本發明公開了用于電源的設計的方法和裝置。公開了一種用于電源的設計的計算機實現的方法。提供電源設計變量的多個列表。該方法包括響應于選自變量的這多個列表中的電源設計變量來仿真第一電源設計。該方法隨后計算第一電源設計的分數并確定該分數是否好于一組電源設計中包括的任一電源設計的分數。如果是，則該方法利用第一電源設計來替換該組電源設計中具有最差分數的電源設計。
文檔編號G06F17/50GK101604351SQ20091014581
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月15日 優先權日2008年6月13日
發明者薩米爾·克爾卡, 蒂莫西·E·W·斯達爾, 阿卡迪·阿克塞爾羅德 申請人:電力集成公司