Leiterplatten für Leistungselektronik: Entwerfen und simulieren Sie Ihre Stromversorgungs-PCB mit der besten ECAD-Software

Ein PCB für ein Netzteil zu entwerfen kann genauso schwierig sein wie die Gestaltung von Hochgeschwindigkeits-Netzwerkausrüstung und komplexen eingebetteten Systemen. Diese Platinenentwürfe müssen eine Reihe von Verhaltensweisen und Sicherheitsanforderungen berücksichtigen, insbesondere wenn es um hohe Spannungen und Ströme geht, die am Ausgang des Netzteils anliegen. Neben den Sicherheitsstandards, die bei PCBs für Netzteile eine Rolle spielen, ist die Auswahl der Komponenten entscheidend, um sicherzustellen, dass das Design die gewünschte Leistung ohne übermäßiges Rauschen, Klingeln und Wärmeerzeugung liefern kann.

Mit den richtigen CAD-Werkzeugen und Funktionen zur Komponentenbeschaffung ist es einfach, Komponenten für Ihre Netzteil-Designs zu finden und hinzuzufügen. Sie können dann schnell Ihr Layout erstellen, während Sie sicherstellen, dass Ihr Design den grundlegenden Branchenstandards in Bezug auf ESD, Strom- und Wärmemanagement, Sicherheit und vieles mehr entspricht. Lesen Sie weiter, um einige wichtige Richtlinien für das Design von PCBs für Netzteile zu sehen und wie Sie sicherstellen können

ALTIUM DESIGNER^®

Ein einheitliches PCB-Designpaket für Netzteile mit den branchenweit besten Simulations- und Layoutwerkzeugen.

Haushaltsgeräte, Industriesysteme, Computer, Präzisionsmessgeräte und viele andere Systeme benötigen alle eine stabile Stromversorgung von einer integrierten oder externen Stromversorgungseinheit. PCBs für Stromversorgungseinheiten müssen viele Designanforderungen wie Wärmemanagement, EMI und Rauschen sowie Sicherheit ausbalancieren. All diese Anforderungen zu erfüllen, kann schwierig sein, besonders wenn man nicht die richtige Designsoftware hat.

Die verschiedenen Schaltungen, die in Stromversorgungen verwendet werden, können auch sehr komplex sein und erfordern eine Reihe von Komponenten sowie Simulationen, um Designs zu verifizieren. Ein Designer von PCBs für Stromversorgungen benötigt einen kompletten Satz von Designtools, um seine Arbeit zu erledigen und dabei sicherzustellen, dass er wichtige Design- und Sicherheitsanforderungen einhält. Um sicherzustellen, dass Ihr Design grundlegende Anforderungen erfüllt, haben wir einige wichtige Designrichtlinien zusammengestellt, um Ihnen zu helfen, sichere und hoch effiziente PCBs für Stromversorgungen zu bauen.

Wenn Sie die richtigen Designrichtlinien befolgen und die beste PCB-Layoutsoftware verwenden, können Sie ein Metal-Core-PCB erstellen, das in großem Maßstab hergestellt werden kann. Befolgen Sie diese Richtlinien, um sicherzustellen, dass Ihr Metal-Core-PCB herstellbar ist und grundlegende Industriestandards einhält.

Wichtige Designstandards für PCBs von Stromversorgungen

Es gibt viele Industriestandards, die für Leiterplatten von Stromversorgungen gelten, von IPC-Standards bis hin zu anderen branchenspezifischen Standards. Zwei der grundlegenden IPC-Standards, die sicherstellen, dass Ihre Stromversorgung keine ESD (elektrostatische Entladungen) oder übermäßigen Temperaturanstieg in Leitern erfährt, sind:

• IPC-2221: Dieser allgemeine Design-Qualifikationsstandard gilt für Stromversorgungsdesigns, indem er Kriechstrecken- und Luftspaltanforderungen spezifiziert. Diese Anforderungen sollen helfen, ESD zwischen freiliegenden Leitern auf der Oberflächenschicht und zwischen Leitern auf internen Schichten zu verhindern.
• IPC-2152: Dieser Standard gilt für die Stromtragfähigkeit in Leitern mit der Absicht, den Temperaturanstieg in Leitern zu begrenzen. Diese Grenze sollte verwendet werden, um Polygone, Kupferflächen, Stromebenen und Stromschienen auf der Oberfläche und den internen Schichten zu dimensionieren.

Andere wichtige IPC-Standards regeln die Zuverlässigkeit, wie IPC-6012 und IPC-A-600, die ein Stromversorgungsdesign als Klasse 2 oder Klasse 3 klassifizieren können. UL/IEC-Standards sind ebenfalls in mehreren Branchen wichtig, da diese Sicherheitsanforderungen für eine Reihe von Produkten spezifizieren.

Ein komplettes CAD-Paket hilft Ihnen, nach Standards zu entwerfen

Für das Layout Ihrer Leiterplatte (PCB) für Ihr Netzteil benötigen Sie eine Reihe von CAD-Tools für Polygon-Design, Definition von Signal- und Ebenenlagen, Erstellung von Stromschienen und vieles mehr. Mit den besten CAD-Tools in einer Anwendung wie Altium Designer können Sie auch einen Kühlkörper in Ihr Design einfügen, um thermische Lasten abzuführen und die Temperatur niedrig zu halten.

• Ihre Netzteil-PCB wird eine Reihe von Spannungen während der Stromumwandlung und -regulierung unterstützen. Verwenden Sie Designsoftware, die dem IPC-2221-Standard für Leiterabstände folgt.

  Erfahren Sie mehr über das Design nach IPC-2221-Standards bei Hochspannungsdesigns.

• Befolgen Sie den IPC-2152-Standard, um sicherzustellen, dass die Leiter in Ihrem PCB-Layout keine übermäßige Temperaturerhöhung erfahren.

  Erfahren Sie mehr über die Dimensionierung von Leitern in Ihrem PCB-Layout, um eine niedrige Temperaturerhöhung zu gewährleisten.

• Wenn es Zeit ist, mit der Erstellung Ihres Netzteil-PCB-Layouts zu beginnen, könnte Ihr Design von einem alternativen PCB-Stackup-Material profitieren, wie z.B. einer Keramik- oder Metallkern-PCB.

  Erfahren Sie mehr über die Auswahl alternativer PCB-Substratmaterialien.

Nachdem Sie Ihre Leiter dimensioniert haben, erstellen Sie Ihre PCB-Strom- und Masseebenenanordnung in Altium Designer.

Schaltungsentwurf, Simulation und Analyse für Netzteil-PCBs

Die Verwendung der richtigen Schematic-Editor-Tools gibt Ihnen die Möglichkeit, in die Elektronik-Lieferkette für Stromversorgungsdesigns einzusehen. Unabhängig davon, welche Topologie Sie in Ihrem PCB-Design implementieren möchten, müssen Sie Komponenten finden, die die erforderliche Ausgangsspannung und den erforderlichen Strom in Ihrer Stromversorgung bereitstellen können. Ein großartiger Schematic-Editor mit hierarchischen Design-Tools hilft Ihnen, organisiert zu bleiben und klare Schaltpläne mit Ihren erforderlichen Komponenten zu erstellen.

Um mit der Suche nach Komponenten für Ihre Stromversorgung zu beginnen, bestimmen Sie die verschiedenen Komponenten, die Sie für Ihre spezielle Stromversorgungstopologie benötigen. Sie können dann die Supply-Chain-Tools in Altium Designer verwenden, um Komponentendaten zu finden, und Sie können beginnen, Schaltungssymbole und PCB-Fußabdrücke für Ihre Teile zu erstellen. Anschließend können Sie mit der Implementierung Ihrer gewünschten Topologie mit den besten PCB-Layout-Tools in Altium Designer beginnen.

Simulation, Design und Layout-Tools in einem Programm

Greifen Sie nicht auf das Auffüllen Ihrer Entwurfswerkzeuge mit externen Simulationstools zurück. Sie können den SPICE-Motor in Altium Designer verwenden, um die Stromverteilung in Ihren Reglerkreisen zu simulieren, und Sie können wichtige transiente Analyseergebnisse für die Leistungsausgabe in Ihrem Design visualisieren. Nachdem Sie das elektrische Verhalten in Ihren Stromversorgungsschaltungen vollständig bewertet haben, können Sie ein integriertes Schaltplanerfassungstool verwenden, um mit Ihrem PCB-Layout zu beginnen. Nur Altium Designer kann Sie durch den gesamten Prozess der Stromversorgungsentwicklung führen, ohne externe Entwurfs- und Simulationsprogramme.

• Es gibt mehrere standardmäßige Spannungsreglertopologien, die Sie in Ihrer Stromversorgung mit den richtigen Schaltungsdesign- und Simulationstools implementieren können.

  Erfahren Sie mehr über standardmäßige Leistungswandler-Topologien.

• Die von Ihnen ausgewählten Komponenten werden ein wesentlicher Faktor für Zuverlässigkeit und stabiles elektrisches Verhalten sein.

  Erfahren Sie mehr über die Auswahl von Komponenten wie Induktoren für Schaltregler.

• Wenn Sie mit Ihrem PCB-Layout für Ihre Stromversorgung beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die besten DFM-Praktiken implementieren, um sicherzustellen, dass Ihre Platine problemlos durch die Fertigung gelangen kann.

  Erfahren Sie mehr über das Design für die PCB-Fertigung.

Erstellen und simulieren Sie dieses hochwertige PCB-Layout für einen LLC-resonanten Wandler in Altium Designer.

Alle Ihre Werkzeuge für das PCB-Design der Stromversorgung in einer Anwendung

Bis jetzt sollte klar sein, dass das Entwerfen sicherer Stromversorgungen mehrere Designwerkzeuge, Analyse-Schritte, Komponenten und Simulationen erfordert. Um produktiv zu bleiben, benötigen Entwickler von Leistungselektronik ein komplettes Set an PCB-Layout-, Simulations- und Komponentenbeschaffungswerkzeugen, und Designer können mit maximaler Produktivität arbeiten, wenn alle ihre Designwerkzeuge in einem einzigen Programm vereint sind.

Der größte Vorteil von Altium Designer gegenüber anderen ECAD-Anwendungen ist seine Integration. Alles, was benötigt wird, um Leistungselektronik und andere fortschrittliche Designs zu entwerfen, befindet sich in einem einzigen Programm. Sie müssen keine externen Programme hinzufügen, um Ihre Designs abzuschließen, Sie können alles, was benötigt wird, um Ihre Platine zu entwerfen und herzustellen, mit einer einzigen Anwendung erledigen.

Regelbasiertes Design sorgt für Effizienz und Sicherheit

Die Stärke von Altium Designer liegt in seinem kompletten Satz an regelbasierten Designwerkzeugen. Sie können wichtige Sicherheits- und elektrische Abstände als Designregeln in Altium Designer festlegen, und der interne Designmotor wird Ihr Layout der Stromversorgungs-PCB gegen diese Standards prüfen, während Ihre Platine erstellt wird. Keine andere PCB-Designanwendung hilft Ihnen, die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards zu erfüllen, die in den heutigen Leiterplatten für Stromversorgungen, Regler und Stromwandler erforderlich sind.

• Altium Designer hilft dabei, sicherzustellen, dass Ihr PCB für Ihr Netzteil den grundlegenden Branchenstandards entspricht, mit seinem umfassenden Satz an regelbasierten Designfunktionen.

  Erfahren Sie mehr über das komplette Set an PCB-Designwerkzeugen in Altium Designer.

• Netzteil-PCBs können eine Reihe komplexer Komponenten enthalten, die ein sorgfältiges 3D-Design erfordern, um sicherzustellen, dass sie in ein Gehäuse passen und gleichzeitig wichtige Sicherheitsstandards erfüllen.

  Erfahren Sie mehr über die nativen 3D-PCB-Designfunktionen von Altium Designer.

• Wenn Sie bereit sind, Ihre Entwürfe mit Ihren Teammitgliedern zu teilen, verwenden Sie die Altium 365-Plattform, die einzige Cloud-Plattform, die es Ihnen ermöglicht, komplexe Leiterplattenprojekte zu teilen und daran zu kollaborieren.

  Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie Ihre PCB-Projektdaten mit Altium 365 teilen können.

Altium Designer beinhaltet alles, was benötigt wird, um Sicherheit und Konformität mit Industriestandards zu gewährleisten.

Altium Designer gibt Ihnen Zugang zu einem kompletten Satz an PCB-Designwerkzeugen, die Ihnen helfen, hoch effiziente und sichere Netzteil-Designs zu erstellen. Vergessen Sie die Verwendung mehrerer Programme für Design, Layout und Simulation, nutzen Sie das beste Set an PCB-Designwerkzeugen der Branche in einer leistungsstarken Anwendung.

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

Wir haben gerade erst begonnen zu erkunden, 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 besuchen.