Erstellen Sie Ihre nächste LED-Leiterplatte in der vereinheitlichten Designumgebung von Altium

Zachariah Peterson
|  Erstellt: January 29, 2021  |  Aktualisiert am: July 28, 2021
Was gehört zum LED-Leiterplatten-Design? 

Das Design von LED-Treiberplatinen ist anspruchsvoll, wenn diese mit hoher Leistung und hoher Spannung betrieben werden. Stromversorgungssysteme für die Ansteuerung von Geräten wie LED-Panels erfordern eine sorgfältige Planung und Auslegung der Stromversorgungsabschnitte. Zudem muss die LED-Leiterplatte selbst so ausgelegt sein, dass ein Betrieb bei niedrigen Temperaturen gewährleistet ist. Ohne die besten PCB-Layout-Funktionen und DC-Analyse-Tools können Sie diese Ziele nur schwer unter einen Hut bringen.

Nutzen Sie Altium Designer, wenn Sie ein LED-PCB-Design mit hoher Leistung erstellen müssen. Das branchenweit beste PCB-Designprogramm enthält alle Layout- und Schaltungsdesign-Funktionen, die Sie benötigen, um ein sicheres und zuverlässiges Produkt zu entwickeln, einschließlich Hochspannungs-Designfunktionen, präziser CAD-Tools und integrierter Simulationsfunktionen. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Altium Designer Sie bei der Erstellung von LED-PCB-Designs unterstützt.

ALTIUM DESIGNER

Das einzige PCB-Designpaket mit einem kompletten Satz an Layout- und Simulationsfunktionen für das Design und die Fertigung von LED-Leiterplatten.

Einfache Platinen mit durchkontaktierten LEDs sind einfach zu entwerfen und stellen keine besonderen Anforderungen an das Layout. Wenn Sie jedoch etwas entwerfen müssen, das eine hohe Ausgangsleistung bietet, ohne im Betrieb zusammenzubrechen, wird der Designprozess schnell kompliziert. Ein LED-Leiterplattendesign verwandelt sich dann auf einmal in ein Hochspannungssystem mit mehreren LEDs und erfordert strenge Leistungsstabilität und geringe DC-Verluste im PDN.

Wenn Sie ein neues LED-Leiterplattendesign mit hoher Zuverlässigkeit, hoher Ausgangsleistung und geringen Verlusten erstellen möchten, benötigen Sie ein vollständiges Design-Toolset. Eine integrierte Design-Anwendung wie Altium Designer bietet Ihnen in einer einzigen benutzerfreundlichen Oberfläche alle Funktionen, die Sie für das Hochleistungs-/Hochspannungsdesign benötigen. Altium Designer optimiert zudem Ihre Prozesse für Layout, Evaluierung und Fertigungsvorbereitung und hilft Ihnen, Ihr Design schnell in die Produktion zu bringen.

Was gehört zum LED-Leiterplatten-Design? 

LED-Leiterplatten können einfache Systeme mit kleinen LED-Arrays sein. Es kann sich aber auch um Hochleistungssysteme handeln, die eine große Anzahl an sehr hellen LED-Arrays versorgen. All diese Systeme benötigen eine Reihe von Schaltungen, um eine stabile Stromversorgung der LEDs auf der Platine zu gewährleisten. Darüber hinaus müssen diese Systeme thermisch stabil sein; LEDs geben während des Betriebs eine Menge Leistung ab und die Wärme muss schnell von diesen Systemen abgeführt werden.

Nachdem Sie einen LED-Treiber-IC ausgewählt, Ihre Stromversorgungsabschnitte entworfen und die Anforderungen an das Wärmemanagement in Ihrem PCB-Layout festgelegt haben, müssen Sie mit der Anordnung der Komponenten in einer leeren Leiterplatte beginnen. Ihr PCB-Layout ist ein wesentlicher Faktor für die Zuverlässigkeit der LED-Leiterplatte. Designer benötigen daher ein vollständiges PCB-Layout-Toolset, um einen Ausfall der Leiterplatte zu verhindern.

Ihr Layout bestimmt die Zuverlässigkeit der LED-Leiterplatte

Ihr Layout ist teilweise dafür verantwortlich, die Wärme von Ihrer LED abzuführen und gleichzeitig eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten. Mit den richtigen Layout-Tools können Sie wichtige Schritte unternehmen, um die Zuverlässigkeit Ihrer LED-Leiterplatte zu gewährleisten. Mit den branchenweit besten CAD-Tools können Sie Komponenten einfach auf der Leiterplatte platzieren und anordnen, und gleichzeitig Kupfer verlegen und vergießen, um die Wärme von kritischen Komponenten abzuleiten. Die Kühlung Ihrer Komponenten und die Bereitstellung einer stabilen Gleichstromversorgung tragen dazu bei, dass Ihre Platine während des Betriebs zuverlässig arbeitet.

  • Die Wärmeableitung hat bei LED-Leiterplattendesigns oberste Priorität. Die LED-Treiber-ICs müssen kühl bleiben, damit sie sich nicht abschalten, und LEDs müssen zur Wärmeableitung kühl gehalten werden.

Erfahren Sie mehr über das Wärmemanagement in PCB-Designs.

  • Kupfer ist essenziell, um den Strom auf einer LED-Leiterplatte zu transportieren und um sicherzustellen, dass die Wärme von kritischen Komponenten abgeleitet wird.

Erfahren Sie mehr über die Platzierung und Verwendung von Kupfer in Ihren PCB-Layout-Tools.

  • Mit den besten PCB-Layout-Funktionen können Sie mühelos LED-Treiberplatinen entwerfen.

Circuit board for LED PCB design

Mit dem vollständigen Toolset für PCB-Layout und -Fertigung von Altium Designer können Sie High-Power-LED-Leiterplattendesigns erstellen.

Leiterplatte für LED-PCB-Design

Stromversorgungssysteme für LED-Leiterplatten 

Wenn Ihr LED-Leiterplattendesign mit hoher Leistung betrieben wird, müssen Sie möglicherweise einen hochstabilen Regler entwerfen, um für eine stabile Gleichstromversorgung für Ihre LEDs zu sorgen. Stromversorgungssysteme für LED-Leiterplatten müssen die erforderliche Gleichstromleistung in einem kompakten Gehäuse und ohne Überhitzung bereitstellen. LED-Treiber-ICs schalten sich ab, wenn sie zu viel Leistung abgeben oder wenn ihre Temperatur zu hoch wird. PCB-Designer müssen die verschiedenen Anforderungen abwägen, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Leiterplatte zu gewährleisten.

Es gibt viele Subsysteme, die Sie möglicherweise in Ihrem LED-Leiterplattendesign unterbringen müssen:

  • Gleichrichter-, Filter- und PFC-Schaltungen zur Aufnahme und Umwandlung von AC-Leistung
  • Reglerschaltungen zur Umwandlung und Stabilisierung von DC-Leistung
  • LED-Treiberschaltung zur Dimm- und Leistungssteuerung
  • Ein rückgekoppelter Regelkreis für einen stabilen Ausgang gegen Leistungsabfall

Für das Design dieser Subsysteme benötigen Sie Schaltungssimulationsfunktionen, PCB-Layout-Funktionen und integrierte Post-Layout-Simulationstools zur Untersuchung der Leistungsstabilität und des Temperaturanstiegs. Mit Altium Designer haben Sie Zugriff auf eine Reihe von Simulationsfunktionen für Hochspannungs- und Hochstromdesigns, auch für LED-PCB-Designs.

Leistungssimulationen in Altium Designer 

Die Schaltungsdesign-Tools in Altium Designer enthalten einen integrierten SPICE-Simulator, mit dem Sie das elektrische Verhalten in allen Bereichen Ihrer LED-Leiterplatte untersuchen können. Sobald Sie Ihre Schaltpläne erfasst und Ihr PCB-Layout erstellt haben, können Sie eine PDN-Analyzer-Erweiterung verwenden, um die DC-Verluste auf Ihrem PDN zu simulieren und zu bestimmen, wo die Verlustleistung am größten ist. Sobald Sie Hot Spots auf Ihrer Platine identifiziert haben, können Sie die leistungsstarken CAD-Tools von Altium Designer nutzen, um Korrekturen vorzunehmen, ohne große Redesigns durchführen zu müssen. Alles, was Sie für das Design von LED-Leiterplatten benötigen, und noch viel mehr, finden Sie in Altium Designer.

  • LED-Systeme mit höherer Leistung benötigen oft einen LLC-Resonanzwandler mit PFC-Schaltung, um AC-Leistung mit hohem Wirkungsgrad in DC zu konvertieren.
  • Nach der Erstellung von Abwärtswandlern sollten Sie das Design simulieren, um sicherzustellen, dass es die gewünschte Ausgangsleistung und Restwelligkeit erzeugt – noch bevor das PCB-Layout erstellt wird.

Erfahren Sie mehr über Abwärtswandler-Simulationen in Altium Designer.

  • Die erstklassigen Simulationstools von Altium vereinfachen die PDN-Analyse und -Simulation deutlich, einschließlich der elektrisch-thermischen Co-Analyse für LED-PCB-Layouts.

Erfahren Sie mehr über PDN-Analysesimulationen für High-Power-LED-Treiber.

Altium Designer PDN analyzer LED PCB design

DC-Simulationsausgabe für eine LED-Treiber-Leiterplatte in der PDN-Analyzer-Erweiterung von Altium Designer.

Altium Designer PDN-Analyzer LED-Leiterplattendesign

Erstellen Sie zuverlässige und sichere LED-PCBs in Altium Designer 

Das umfassende Toolset von Altium Designer ist in einem einzigen Programm verfügbar und basiert auf einer einzigen regelbasierten Design-Engine. Altium Designer bietet Ihnen alles, was sie für das Design von sicheren und zuverlässigen LED-Leiterplatten benötigen. Bei LED-Leiterplatten, die mit hoher Spannung und hoher Leistung betrieben werden müssen, kann es Sicherheitsbedenken geben. Die regelbasierte Design-Engine von Altium Designer prüft Ihre Platine daher schon während der Erstellung auf wichtige Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards. Wenn Sie Altium Designer verwenden, arbeiten Sie effizient und haben die größten Erfolgschancen.

Regelgesteuertes LED-Leiterplattendesign in Altium Designer

Die regelbasierte Design-Engine von Altium Designer ist entscheidend für die Vereinheitlichung Ihrer Design-Tools in einem einzigen Programm und für das Design nach wichtigen Zuverlässigkeitsstandards der Branche. Geben Sie sich nicht mit kostengünstigen Designtools zufrieden, wenn Sie Beleuchtungsprodukte mit hoher Leistung entwerfen müssen. Nutzen Sie stattdessen die branchenweit besten Designfunktionen für Leiterplatten in Altium Designer.

  • Die einheitliche, regelbasierte Design-Engine von Altium Designer ist essenziell für Ihre Produktivität und die Sicherheit Ihres nächsten LED-Produkts. Ganz gleich, ob Sie einen kleinen LED-Treiber oder einen Wandler für Hochleistungs-Beleuchtungsanwendungen entwerfen –Altium Designer hat alle Tools, die Sie benötigen.

Erfahren Sie mehr über die vereinheitlichte Umgebung von Altium Designer.

  • Mit der PDN Analyzer-Erweiterung können PCB-Designer Hotspots und Leistungsverluste im gesamten PDN für ihre LED-PCB-Designs lokalisieren. Dieses Simulationstool ist zusätzlich zu den anderen leistungsstarken Designfunktionen in Altium Designer verfügbar.

Erfahren Sie mehr über die PDN Analyzer-Erweiterung für Altium Designer.

  • Sobald Sie Ihr LED-Leiterplattendesign erstellt haben und bereit sind, es in die Produktion zu geben, können Sie Ihre Designs über die Altium 365-Plattform mit Mitarbeitenden oder Ihrer Herstellerfirma teilen.

Erfahren Sie mehr über die gemeinsame Nutzung Ihrer PCB-Designdaten auf der Altium 365-Plattform.

Altium Designer LED PCB design

Die Erstellung von Hochleistungs-LED-Leiterplattendesigns ist in Altium Designer ganz einfach

Altium Designer LED-Leiterplattendesign

 

Altium Designer ist die einzige PCB-Designplattform, die Ihnen Designtools für jede Anwendung bietet. Unabhängig davon, ob Sie kleine LED-Arrays oder Beleuchtungssysteme im industriellen Maßstab entwerfen, Altium Designer enthält alle Design-, Simulations- und Fertigungstools, die Sie benötigen, um hochmoderne Elektronik zu entwickeln.

Altium Designer auf Altium 365 bietet eine beispiellose Integration für die Elektronikindustrie, die bisher der Welt der Softwareentwicklung vorenthalten war. So können Designer von zu Hause arbeiten und ein noch nie dagewesenes Maß an Effizienz erreichen.

Wir haben nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Altium Designer auf Altium 365 möglich ist. Lesen Sie auf der Produktseite eine ausführliche Beschreibung der Funktionen oder nehmen Sie an einem der On-Demand Webinare teil.

Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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