El mejor paquete de software de diseno de PCB de alto voltaje

Zachariah Peterson
|  Creado: January 22, 2021

De todas las placas que puede crear un disenador, un diseno de PCB de alto voltaje puede ser complicado y requiere una atencion estricta a la seguridad. Si no se colocan correctamente, estas placas pueden representar un peligro para la seguridad o pueden no funcionar en el primer encendido, dejando al diseñador con una pérdida de tiempo y esfuerzo. En el mejor de los casos, la placa funcionará de forma fiable durante un largo período de tiempo gracias a las prácticas de diseño correctas.

Cuando este planificando su proximo diseño de PCB de alto voltaje, asegurese de utilizar las mejores herramientas de diseño para el trabajo. Cualquier programa de diseno de placa de circuito le permitira organizar los componentes y enrutar los rastros alrededor de una placa, pero solo Altium Designer verifica su diseno de PCB con las reglas de diseno de PCB de alto voltaje a medida que se crea. Hemos recopilado todo lo que necesita saber sobre el diseño exitoso de PCB de alto voltaje para que pueda estar seguro y tener éxito.

DISEÑADOR ALTIUM

El único paquete de diseño de PCB de alto voltaje construido motor de diseño basado en reglas.

El diseño de PCB de alto voltaje puede ser tan complejo como cualquier diseño digital de alta velocidad. Las placas para sistemas de alta tensión pueden tener limitaciones de espacio y tienen importantes requisitos de seguridad. También deben ser altamente confiables para garantizar que tengan una vida útil prolongada cuando funcionan con alto voltaje y corriente. Con tantas demandas de diseño en PCB de alto voltaje, los ingenieros de diseño necesitan un conjunto completo de herramientas de diseño para ayudarlos a satisfacer todas las restricciones de diseño.

Consideraciones en los diseños de PCB de

alto voltaje Las placas de circuito de alto voltaje se utilizan normalmente en sistemas de energía, como en la generación, conversión o distribución de energía. Estas tareas pueden involucrar un rango de voltajes, y la PCB de este equipo debe acomodar un rango de niveles de potencia simultáneamente. Estos son algunos de los puntos que deben determinarse antes de comenzar cualquier diseño de PCB de alto voltaje:

  • Nivel de voltaje máximo: el nivel de voltaje máximo en el tablero determinará los estándares de seguridad relevantes que deben cumplirse y la distancia entre los conductores en el PCB diseño.
  • Alimentación de CA frente a CC: los sistemas de alimentación de CC son más peligrosos que los sistemas de CA de alto voltaje. Sin embargo, los sistemas de CA de alta potencia aún pueden necesitar aislamiento para proteger al usuario de corrientes peligrosas.
  • Topología de energía: la topología de un sistema de energía también determina la seguridad, así como los componentes que se utilizan para construir circuitos para el sistema. Las diferentes topologías tendrán sus propias reglas de diseño y disposición para garantizar una potencia estable y evitar que el ruido llegue a los circuitos aguas abajo.
  • Temperatura de funcionamiento: la temperatura de funcionamiento será un determinante importante de la fiabilidad y dependerá de la potencia disipada en los conductores y componentes del sistema. Para los componentes resistivos y el PDN en su PCB, es inevitable una caída de energía y conducirá a un aumento de temperatura en el sistema.

La industria electrónica ha abordado estos aspectos del diseño de alta tensión y muchos más mediante la creación de estándares industriales. Estos estándares están destinados a garantizar la confiabilidad y seguridad de los productos eléctricos de alto voltaje.

Estándares de la industria en el diseño de PCB de alto voltaje

Algunos de los estándares importantes de la industria en tableros de circuitos de alto voltaje son IPC 2221, IPC 2152 e IEC 60950-1 (ahora fusionados con IEC 60065-1 en el nuevo estándar IEC 62368-1). Cuando tiene el mejor conjunto de herramientas de diseño de PCB, los requisitos de estos importantes estándares de diseño se pueden codificar en su proyecto de PCB como reglas de diseño. Esto le ayuda a diseñar con el nivel de confiabilidad y seguridad requerido en los diseños de PCB de alto voltaje.

alternativoFuga de cobre y espacio libre en el diseño de PCB de alto voltaje) Diseño de PCB de

El espacio entre estos conductores debe comprobarse cuidadosamente para evitar descargas electrostáticas durante el funcionamiento.

alto voltaje frente a alta corriente

Los diseños de PCB de alto voltaje suelen ser diseños de PCB de alta corriente, excepto en algunos casos extraños. Por ejemplo, equipos como fuentes de alimentación y reguladores de alta potencia necesitan recibir un voltaje alto y pueden convertirlo en voltaje moderado a alta corriente. Como tal, es posible que algunas secciones de la PCB deban diseñarse para resistir el calor generado por la alta corriente.

Hay dos tareas importantes en el diseño de alta corriente que ayudan a garantizar la confiabilidad:

  • Dimensionamiento del ancho de traza: las trazas en una PCB de alta corriente deben hacerse lo suficientemente anchas para evitar un aumento de temperatura elevado. Estos requisitos y un nomograma útil se especifican en las normas IPC 2152.
  • Disipación de calor: cuando se genera calor en una PCB de alta corriente, el calor debe alejarse de los componentes para evitar que excedan su clasificación de temperatura. El calor generado en estas placas se puede eliminar con capas planas, ventiladores, disipadores de calor o utilizando un sustrato de alta conductividad térmica con una carcasa metálica.

Cuando se utilizan reglas de diseño de PCB de alta corriente con las distancias definidas para diseños de PCB de alto voltaje, un diseñador puede estar seguro de que su placa será segura y proporcionará alta corriente sin un aumento excesivo de temperatura.

Manejo del calor en su diseño de PCB de alto voltaje

Los ventiladores, disipadores de calor, materiales exóticos e incluso refrigeración líquida se pueden utilizar para eliminar el calor de un PCB de alto voltaje / alta corriente. Sin embargo, un diseñador debe determinar el aumento máximo de temperatura que puede tolerar en la placa para garantizar la confiabilidad. Una vez que se determina esto, se puede determinar el ancho de la traza y otras medidas de disipación de calor necesarias. Una vez que se determinan las reglas de diseño de alto voltaje y alta corriente para su placa de circuito, el mejor software de diseño verificará el diseño de su PCB con estas reglas automáticamente.

alternativosimulación de PDN en diseño de PCB de alto voltaje

Las simulaciones de PDN pueden ayudarlo a identificar áreas donde la corriente es demasiado alta.

Verificación de las reglas de diseño de PCB de

alto voltaje en el diseño de su PCB Las reglas de diseño de PCB de alto voltaje no están ahí para limitar su creatividad, están ahí para garantizar que su placa sea segura y funcionará cuando lo haga se inicia por primera vez. A medida que crea su diseño de PCB de alto voltaje, debe compararlo con las herramientas de diseño estándar para garantizar la seguridad y la funcionalidad.

En Altium Designer, puede codificar todos los requisitos importantes de diseño de alto voltaje que necesita como reglas y restricciones. Las funciones de diseño de Altium Designer se basan en un motor DRC en línea, que compara su diseño con las reglas de diseño a medida que lo crea. Esto le ayuda a detectar y prevenir errores en las primeras etapas del proceso de diseño, y ayuda a prevenir el alcance de los rediseños que podrían ser necesarios para la seguridad.

Cree PCB para cualquier aplicación en Altium Designer

El conjunto completo de características de diseño de PCB en Altium Designer le permite hacer más que simplemente crear placas de circuito de alto voltaje. Puede diseñar sistemas digitales de alta velocidad, sistemas analógicos de alta frecuencia, diseños de señales mixtas y mucho más con un conjunto completo de herramientas de diseño y diseño de PCB basadas en reglas. Ninguna otra plataforma de diseño de placa de circuito le ofrece tantas características de diseño fáciles de usar.

alternativoviolación de la regla de diseño de PCB en Altium Designer

Puede detectar fácilmente problemas de integridad de energía en el diseño de su PCB de alto voltaje con la extensión PDN Analyzer en Altium Designer.

El conjunto completo de herramientas de diseño en Altium Designer lo ayuda a estar tranquilo cuando trabaja en su próximo diseño de PCB de alto voltaje. Tendrá un conjunto completo de herramientas para ayudar a garantizar que su placa de alto voltaje funcione como lo desea y estará segura una vez que se ponga en funcionamiento.

Altium Designer en Altium 365 ofrece una integración sin precedentes a la industria de la electrónica hasta ahora relegada al mundo del desarrollo de software, lo que permite a los diseñadores trabajar desde casa y alcanzar niveles de eficiencia sin precedentes.

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Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson cuenta con una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland. Realizó su investigación en Física MS sobre sensores de gas quimisortivo y su doctorado en Física Aplicada sobre teoría y estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas en láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sistemas ambientales y análisis financiero. Su trabajo ha sido publicado en varias revistas revisadas por pares y actas de conferencias, y ha escrito cientos de blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Zachariah trabaja con otras compañías en la industria de PCB proporcionando servicios de diseño e investigación. Es miembro de IEEE Photonics Society y de la American Physical Society.

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