Schaltplanentwurf für Stromversorgung in Altium Designer

Egal, ob Sie ein Labornetzteil für ein Elektroniklabor entwerfen oder eine eingebettete Stromversorgung für ein IoT-Produkt benötigen, Sie benötigen erstklassige PCB-Designwerkzeuge. Altium ist hier, um Ihnen bei der Planung Ihrer Stromversorgung zu helfen und einen Satz detaillierter Schaltpläne mit leistungsstarken Schaltungsdesign- und Simulationsfunktionen zu erstellen. Mit den Schaltungsdesignfunktionen in Altium Designer können Sie Ihr neues Stromversorgungsdesign erstellen und simulieren. Sie haben auch die Funktionen, die Sie benötigen, um Komponenten zu beschaffen und Ihre neue Stromversorgung für die Herstellung vorzubereiten. Keine andere PCB-Designplattform bietet Ihnen so viele Funktionen für den Erfolg.

ALTIUM DESIGNER

Eine professionelle PCB-Designsoftwareplattform, die Schaltungsdesignfunktionen mit einem leistungsstarken PCB-Editor und Simulationsfunktionen für das Design von Stromversorgungen integriert.

Jede Leiterplatte benötigt eine Stromversorgung. Ihre Strategie für das Design der Stromversorgung kann integrierte Schaltkreise umfassen, wenn Sie mit niedrigen Signalpegeln arbeiten, aber Designs mit höherer Leistung benötigen diskrete Komponenten, um die erforderliche Leistungsabgabe und -regelung zu bieten. Ob Sie einen einfachen Regler mit mehreren Wandlern und einem LDO erstellen oder für eine hohe Stromabgabe entwerfen, Sie benötigen einen leistungsfähigen Schaltplaneditor, um Ihre Stromversorgungsschaltung zu erstellen. Werfen Sie einen Blick auf unseren umfassenden Leitfaden zur Stromversorgungsentwicklung, um zu sehen, wie Sie die Designwerkzeuge in Altium Designer für Ihre neue Platine nutzen können.

Planung Ihres Stromversorgungsdesigns

Ihre Strategie für Stromversorgung und -regelung umfasst mehrere Stufen und erfordert die Berücksichtigung Ihrer Eingangsstromquelle bei der Planung Ihres neuen Designs. Die AC-AC-Umwandlung ist recht einfach und beinhaltet nur eine Hoch- oder Herunterregelung, möglicherweise mit einem Leistungskorrekturfaktorschaltkreis, um die Effizienz zu erhöhen. Wenn Sie eine Stromversorgung für die AC-DC-Umwandlung planen, wird Ihr Stromversorgungsdesign ähnlich dem Blockdiagramm unten sein.

Blockdiagramm des AC-DC-Stromversorgungsdesigns.

Sobald Sie Ihren Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umgewandelt haben, können Sie der typischen DC-DC-Wandlungs- und Regulierungsstrategie folgen, um eine stabile Gleichspannung bei dem gewünschten Strom auszugeben. Die DC-DC-Wandlung erfordert die Implementierung der richtigen Stromversorgungstopologie. Die gängigsten Topologien sind Buck-, Boost- und Buck-Boost-Wandlung, aber verwandte Stromversorgungstopologien können für die DC-DC-Wandlung und -Regulierung verwendet werden. Beachten Sie, dass das unten gezeigte Flussdiagramm auch mit ungeregelten Gleichstromquellen verwendet wird, um stabile Gleichstromleistung für Ihre Komponenten zu erzeugen.

Blockdiagramm des DC-DC-Stromversorgungsdesigns.

Jede Stufe im Regler muss aus diskreten Komponenten und/oder integrierten Schaltkreisen aufgebaut werden, die jede Funktion bereitstellen. Sie können eine Stromversorgung aus passiven Bauteilen und Leistungsregler-ICs erstellen, oder Sie können diskrete Komponenten verwenden. Verschiedene Stufen können isoliert werden, um zu verhindern, dass eine hohe Spannung den Ausgangsport erreicht, was eine wichtige Sicherheitsgefahr beseitigt. Sobald Sie Ihre Strategie für die Leistungsumwandlung und -regulierung festgelegt haben, müssen Sie Ihre Komponenten auswählen und Schaltpläne erstellen.

Schaltungsdesign für eine neue Stromversorgung

Die Umwandlungs- und Regelungsstufen, die oben gezeigt werden, sind wohlbekannt und stehen als Referenzdesigns von einer Reihe von Herstellern zur Verfügung. Sie können auch viele Beispiele für verschiedene Regler- und Wandlerdesigns im PCB Design Blog von Altium finden. Der Schaltplaneditor in Altium Designer ermöglicht es Ihnen, die Komponenten, die Sie für Ihre Platine benötigen, mit dem Herstellerteilsuche-Panel zu finden. Diese Komponenten werden verifizierte Schaltsymbole, PCB-Fußabdrücke und 3D-Modelle haben, sowie aktuelle Bezugsinformationen mit aktualisierten Mengen und Preisen.

• Wenn Sie einen neuen Schaltregler bauen, müssen Sie alle Aspekte Ihres neuen Geräts mit dem besten Schaltplaneditor entwerfen und simulieren.

  Sehen Sie ein Beispielprojekt für einen Regler in Altium Designer.

• Ihre DC-DC-Umwandlungs- und Regelungsstufen erfordern die Auswahl der richtigen Topologie für Ihr neues Stromversorgungsdesign. Erfahren Sie mehr über DC-DC-Wandlertopologien.
• Sie können die Komponenten, die Sie für jede Umwandlungs- und Regelungsstufe in Ihrem Stromversorgungsdesign benötigen, mit dem Herstellerteilsuche-Panel in Altium Designer finden.

  Erfahren Sie mehr über das Herstellerteilsuche-Panel in Altium Designer.

Gleichrichter, EMI-Filter, PFC und Buck-Wandlerabschnitte eines Stromversorgungsdesigns in Altium Designer

Das Design jeder Reglerstufe

Bei der Auswahl von Komponenten für Ihr Netzteil-Design sollten Sie den wichtigen Spezifikationen in den Datenblättern besondere Aufmerksamkeit schenken. Eingangs- und Ausgangsspannungs-/strompegel sind sehr wichtig, aber Sie müssen auch andere Komponenten für die Regelung in Betracht ziehen. Wenn Ihre Eingangsstromquelle während des Betriebs variieren wird, müssen Sie eine Strategie haben, um sicherzustellen, dass der Ausgang Ihres Netzteils während des Betriebs stabil bleibt. Dies ist vielleicht der wichtigste Punkt beim Entwerfen eines Netzteils, um verschiedene Eingangsstromquellen zu berücksichtigen.

Ihre Reglerstufen müssen möglicherweise ein Feedback mit einem Regler-Controller-IC haben, der dann ein PWM-Signal verwendet, um sicherzustellen, dass der Ausgang Ihres Reglers auf der gewünschten Spannung gehalten wird. Die Idee ist, den Ausgang der Reglerstufe über der Dropout-Spannung für den abschließenden LDO zu halten (siehe oben), oder den Reglerausgang auf einen spezifischen Wert einzustellen. Controller-ICs sind für diese Aufgaben verfügbar und können leicht in einer Reglerschaltung in der Rückkopplungsschleife hinzugefügt werden.

Ihre Netzteil-Design mit Simulationen bewerten

Sobald Sie Ihre Reglerstufen kaskadiert haben und bestimmt haben, wie sich Ihr Eingangsleistungssignal verhalten wird, müssen Sie die Funktionalität Ihres Designs überprüfen, bevor Sie Ihr Layout erstellen. Dies ist der beste Zeitpunkt, um Ihr Stromversorgungsdesign mit einem SPICE-basierten Simulator zu untersuchen. Wenn Ihr Schaltplaneditor ein integriertes Simulationstool enthält, können Sie sofort DC- und Mischsignal-Simulationen direkt aus Ihren Schaltplandaten ausführen. Nachdem Sie Ihr Design bewertet haben, können Sie ein integriertes Schaltplanerfassungstool verwenden, um mit Ihrem Stromversorgungslayout zu beginnen.

• Die Arbeit mit einem Schaltungssimulator direkt in Ihrem Schaltplaneditor ermöglicht es Ihnen, Ihr neues Stromversorgungsdesign sofort zu bewerten und zu bestimmen, dass Ihre Schaltungen korrekt funktionieren werden.

  Erfahren Sie mehr über die Verwendung eines Schaltplaneditors mit einem integrierten SPICE-Simulator.

• Reglerstufen in einer Stromversorgung können isoliert oder nicht isoliert sein. Eine isolierte Stromversorgung ist sicherer, da sie verhindert, dass Hochspannungsschocks den Ausgang erreichen.

  Erfahren Sie mehr über isolierte und nicht isolierte Stromversorgungen.

• Die Schaltplanerfassung ist der erste Schritt bei der Erstellung eines PCB-Layouts für Ihr Stromversorgungsdesign.

  Erfahren Sie mehr über die Erstellung eines PCB-Layouts aus einem Schaltplan mit Schaltplanerfassung.

MOSFET-Simulationsausgaben, die vom Schaltplaneditor in Altium Designer generiert wurden

Die beste ECAD-Software für das Design von Stromversorgungen

Vom Schaltplan-Editor bis hin zu den leistungsstarken CAD-Tools bietet Altium Designer alles, was Sie für das Design von Stromversorgungen benötigen. Der Schaltplan-Editor beinhaltet einen Schaltungssimulator zur Bewertung der Funktionalität von Schaltungen, und der PCB-Editor ermöglicht es Ihnen, Ihren Schaltplan sofort in ein neues Layout zu importieren. Sie bleiben am produktivsten, wenn Sie Altium Designer verwenden.

Komplettes PCB-Design in Altium Designer durchführen

Obwohl die Funktionen für Schaltplan-Design und Schaltungssimulation in Altium Designer ideal für das Design von Stromversorgungen sind, werden Sie nicht nur auf das Bauen von Reglern und Wandlern beschränkt. Die Funktionen für Schaltplan- und Layout-Design in Altium Designer können verwendet werden, um leistungsstarke neue Produkte für jede Anwendung zu erstellen. Von Hochgeschwindigkeits-/Hochfrequenz-Design bis hin zu Stromverteilungssystemen haben Sie einen kompletten Satz an Werkzeugen für alle Aspekte des Elektronikdesigns.

Altium Designer ist auch die einzige Plattform, die Ihnen die Funktionen bietet, die Sie benötigen, um eine Platine für die Großserienfertigung vorzubereiten. Altium Designer macht diesen Prozess einfach, indem es alle Ihre Design-Daten an einem Ort integriert. Sie müssen keine separaten Programme verwenden, um Stücklisten, Gerber-Dateien, Bohrdateien oder Montagezeichnungen zu erstellen. Sie können alles, was Sie für Prototyping und Großserienfertigung benötigen, in Altium Designer vorbereiten.

• Die Erstellung von Schaltplänen, Simulation und Layout für das Design von Stromversorgungen sind in Altium Designer unglaublich einfach. Der regelbasierte Designmotor in Altium Designer führt alle Ihre Designfunktionen in einem einzigen Programm zusammen. Erfahren Sie mehr über die integrierte Designumgebung in Altium Designer.
• Sobald Sie Ihr PCB-Layout erstellt haben, können Sie mit dem PDN Analyzer von Altium Designer die Stromverteilung auf Ihrer Leiterplatte untersuchen. Sie können Hotspots auf Ihrer Platine lokalisieren und Ihr Layout schnell und einfach korrigieren, um sie zu beseitigen. Erfahren Sie mehr über den PDN Analyzer in Altium Designer.
• Wenn Sie bereit sind, Platinen für Ihr neues Stromversorgungsdesign zu produzieren, können Sie Ihr Projektrelease sofort an Ihren Hersteller senden, wenn Sie Altium Concord Pro zu Altium Designer hinzufügen. Erfahren Sie mehr über das Hinzufügen von Altium Concord Pro zu Altium Designer.

Das Design von Stromversorgungen in einer integrierten Umgebung hilft Ihnen, produktiv zu bleiben und Produkte von höherer Qualität zu erstellen. Wenn Sie gerade erst anfangen, eine integrierte PCB-Designumgebung zu nutzen, bietet Ihnen Altium die Ressourcen, die Sie für ein erfolgreiches Design benötigen. Sie haben Zugang zum AltiumLive-Forum, Webinaren und Podcasts mit Branchenexperten, einer riesigen Wissensdatenbank mit zahlreichen Designtipps und Design-Tutorials. Kein anderes PCB-Designsoftwareunternehmen investiert so sehr in Ihren Erfolg.

Altium Designer hat einen neuen Standard im Schaltungsdesign, PCB-Layout und in der Simulation gesetzt. Sie können die hier vorgestellten Richtlinien für das Design von Stromversorgungen implementieren und andere leistungsstarke Produkte erstellen, wenn Sie Altium Designer verwenden.

Altium Designer auf Altium 365 bietet eine bisher in der Elektronikindustrie unerreichte Menge an Integration, die bisher der Welt der Softwareentwicklung vorbehalten war, und ermöglicht es Designern, von zu Hause aus zu arbeiten und beispiellose Effizienzniveaus zu erreichen.

Wir haben nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Altium Designer auf Altium 365 möglich ist. Sie können die Produktseite für eine detailliertere Beschreibung der Funktionen oder eines der On-Demand Webinare überprüfen.