電子發燒友網報道（文/黃晶晶）目前電源設計的復雜度正不斷提升，尤其是面向AI數據中心不同負載的電源轉換。ADI宣布推出綜合性產品系列ADI Power Studio，可實現先進的建模、元件推薦、效率分析與仿真功能。系統產品相互結合，能夠有效簡化整個電源系統設計流程。

ADI綜合性產品系列ADI Power Studio

ADI電源產品副總裁兼院士Robert Reay談到，當今常見的系統往往需要上百甚至數百個電源軌。同時，系統中分布著不同種類的電壓。以數據中心為核心的AI系統為例，資料處理部分所涉及的電壓種類多達上百種。包括從200伏、400伏逐級降壓至40伏或20伏，甚至最終降至常用的5伏或3.3伏等多種不同電壓形式。



除了電壓種類多樣之外，輸出電流同樣存在較大差異。有些系統需要提供上百瓦的輸出功率，這正是我們所面臨的第三個挑戰。包括各種電壓的電源轉換以及電流輸出等問題，是電源設計中最大的挑戰之一。而這套工具的主要目的，正是幫助設計者能夠輕松地完成符合其系統需求的電源設計。

日前，ADI宣布推出綜合性產品系列ADI Power Studio，可實現先進的建模、元件推薦、效率分析與仿真功能。此外，ADI還發布了Power Studio產品系列中具備現代化用戶體驗的兩款網頁端新工具（ADI Power Studio Planner和ADI Power Studio Designer）的早期版本。這兩款新工具與ADI Power Studio全套產品系列（包括LTspice、SIMPLIS、LTpowerCAD、LTpowerPlanner、EE-Sim、LTpowerPlay和LTpowerAnalyzer）相結合，能夠有效簡化整個電源系統設計流程。Power Studio工具集為工程師提供從初步概念到測量和評估的全程支持，助力工程師從容、高效地完成設計。

ADI Power Studio的五大設計階段

該產品系列覆蓋從規劃到設計、仿真、配置再到測試的整個過程。

規劃階段，LTpowerPlanner是一款用于系統級電源規劃的桌面端工具。通過這款工具，工程師能夠可視化呈現電源架構、估算系統效率，并在團隊間同步設計意圖。對于早期電源樹設計而言，LTpowerPlanner仍然是非常實用的解決方案。



而此次新發布的ADI Power Studio Planner，是一款面向系統級電源樹規劃的新一代網頁端工具。它為工程師提供交互式系統架構視圖，支持直觀簡明的建模、功耗計算及效率分析。憑借參數搜索、權衡比較等功能，Planner可助力工程師團隊在設計流程早期階段做出更優的架構決策。

Robert Reay解析，工程師在設計時會先選擇元器件或 IC，然后進行排列組合，思考如何搭配這些 IC。而ADI Power Studio Planner的好處在于，它采用自上而下（Top-down）的方式，首先從整體架構出發，確定需要哪些功能和不同的區塊圖，暫時不考慮具體的 IC 型號。使得工程師能夠以更高層次、更系統化的視角審視電源系統的規劃，而不是一開始就陷入具體細節的考量。

設計階段，已有的LTpowerCAD是一款用于穩壓器設計的綜合性桌面端工具，具備經過優化的元件推薦、環路分析、效率預估及熱性能計算等功能。在IC級電源設計領域，LTpowerCAD依舊是穩定可靠的解決方案。



EE-Sim是一款用于穩壓器快速設計與仿真的瀏覽器端工具。工程師可通過瀏覽器直接生成并評估電源電路，其中內置了模型庫與分析工具。作為Power Studio Designer及仿真工具流程的重要補充，EE-Sim仍是實現快速設計迭代的寶貴資源。

而新發布的ADI Power Studio Designer，是一款面向集成電路(IC)級電源設計的網頁端工具。它基于ADI備受信賴的電源設計架構開發，提供引導式工作流程，可輸出經過優化的元件推薦、性能估算和量身定制的效率分析。借助這款工具，工程師能夠更有把握地推進設計方案的仿真、配置與評估工作。此外，Designer支持的器件類型與產品來源無關。

Robert Reay解析，Power Studio Planner主要用于區塊的選擇和架構規劃，接下來把整個系統劃分成小功能塊，就進入到設計階段，用戶選擇合適的元器件和IC，直接在系統上進行一些模擬和設計。

仿真階段，Power Studio整合了LTspice與SIMPLIS兩款仿真引擎，可在硬件落地實施前對設計方案進行驗證。其中，LTspice主要適用于原凌力爾特的器件，SIMPLIS則支持原美信的器件。二者相輔相成，在Power Studio生態系統內提供基于模型的精準仿真能力。



在這一階段的設計中，用戶可查到不同器件選型的產品特性，包括IC的大小和輸入輸出、以及初步的成本評估等，從而選擇最合適的整體設計。

配置階段，LTpowerPlay是一款PC端軟件工具，用于對ADI的數字電源系統管理IC進行配置、監測與調試。它具備實時遙測、故障記錄及腳本編寫功能，能夠適配實驗室與生產環境的不同使用需求。



Robert Reay解析電源不是一個簡單的輸入輸出，系統的復雜性在于可能有數百個輸入輸出需要處理。因此，LTpowerPlay 工具最主要的功能是，當板子制作回來需要進行調試時，我們不需要一個一個去測量。這個工具基本上允許您在不同的功能塊中，可以按需測試某個部分工作是否正常或出問題時產生報告，讓工程師快速找出系統問題并加以解決。

在測試階段，LTpowerAnalyzer是一款操作便捷的PC端應用程序，用于電源設計方案的評估與特性分析。它支持波特圖、瞬態響應、輸出阻抗等多項測量功能，且能與EVAL-LTPA-KIT硬件實現無縫協作。



前四個步驟主要在軟件上進行模擬，在第五個測量階段，ADI提供硬件測試工具，用于查看實際測試結果。因為在實際制作出PCB 板后，PCB 布局、元器件的位置，甚至布線的長度都可能影響實際輸出結果。LTpowerAnalyzer從硬件層面進行輸出測試，幫助找到問題所在，或者改善的方法。

傳統做法是，工程師在進行仿真結果與實際設計結果比對時，需要購買一些比較貴重的儀器，包括示波器、邏輯分析儀或電源等設備來測試。整套配齊大概需要2萬到5萬美元。而LTpowerAnalyzer能夠大幅降低成本，并易于攜帶，要提高工程師的測試效率。

總體來看，ADI提供的系統工具完整涵蓋了從軟件仿真到硬件測試的全過程，幫助工程師實現最終目標。

整合凌力爾特和美信的設計流程，實現無縫體驗

過去幾年ADI先后收購了凌力爾特（Linear Technology）和美信（Maxim）兩家公司。據介紹，目前，電源部門已將這三家公司技術進行整合，而這套工具也包括了這兩家公司的電源設計流程和工具。

Robert Reay表示，對于使用美信原有元器件的工程師，可能需要使用其獨特的流程；而對于使用凌力爾特或 ADI 的元器件時，則可能需要使用不同的設計工具和流程。ADI Power Studio 的目標正是將所有ADI電源元器件的設計流程和工具統一整合起來。





“對于習慣使用美信或凌力爾特工具的用戶來說，基本上沒有任何沖突。這只是一個整合，并非要取代。工程師可以按照他們原有的習慣繼續使用傳統方式。對于新方式，我們提供了更簡潔的界面和更簡單的應用，讓新設計者可以快速入門。Power Studio Planner工具不僅用于進行系統規劃，還能幫助設計電源樹或電源架構，這是在系統層面使用的工具。在完成整體系統架構后，選擇合適的元件以滿足應用需求，則是在Power Studio Designer部分完成的?！盧obert Reay說道。

提供網頁版工具，更利于整合AI功能

至于該設計工具對于AI的應用，Robert Reay認為在未來的五年內，AI 在軟件開發上肯定能達到相當高的水平，幫助我們完成一些重復性或固定的任務，盡管它不是100%精確，最終還是需要人工審核。同時，AI 在硬件線路設計方面的應用，也將能取得一定的進展。

此次增加兩個網頁端工具正是為了便于工程師進行AI搜索。在不斷增加電源器件的基礎上，網頁端工具能夠提供即時的互動功能，通過AI搜索獲得最佳解決方案。盡管AI在硬件設計上有一定的局限，但它能夠提高工程師的數據搜索效率。并且在完成工作事項后可以直接將其上傳，確保始終擁有最新內容。而桌面版需要更新才能知曉新增內容。

ADI的這套工具從系統架構開始設計，并不單純地選擇一個IC再依次選擇其他元器件。這與其他許多電源設計工具主要針對單個IC進行輸入輸出的計算，再考慮電容、電阻或其他被動元件對效果的影響的設計方式截然不同。也就是說ADI的工具具有獨特的系統級設計思路。而我們也看到，從經典的桌面版工具到網頁版工具，從單機到云端原生Power Studio平臺，ADI的電源設計工具正在與時俱進，加強與工程師的緊密互動，幫助工程師實現更高效的電源設計。