Diseño de esquemático de fuente de alimentación en Altium Designer

Ya sea que estés diseñando una fuente de alimentación de banco para un laboratorio de electrónica, o necesites diseñar una fuente de alimentación integrada para un producto IoT, necesitarás algunas herramientas de diseño de PCB de clase mundial. Altium está aquí para ayudarte a planificar tu fuente de alimentación y crear un conjunto de esquemáticos detallados con potentes características de diseño y simulación de circuitos. Con las características de diseño esquemático en Altium Designer, puedes crear y simular tu nuevo diseño de fuente de alimentación. También tendrás las características que necesitas para buscar componentes y preparar tu nueva fuente de alimentación para la fabricación. Ninguna otra plataforma de diseño de PCB te ofrece tantas características para el éxito.

ALTIUM DESIGNER

Una plataforma de software de diseño de PCB profesional que integra características de diseño de circuitos con un potente editor de PCB y características de simulación para el diseño de fuentes de alimentación.

Cada placa de circuito necesita una fuente de alimentación. Tu estrategia de diseño de la fuente de alimentación puede involucrar circuitos integrados cuando trabajas con señales de bajo nivel, pero los diseños de mayor potencia necesitan componentes discretos para proporcionar la salida de potencia y la regulación requeridas. Ya sea que estés creando un regulador simple usando múltiples convertidores y un LDO, o estés diseñando para una salida de corriente alta, necesitarás un editor de esquemas potente para crear tu circuito de fuente de alimentación. Echa un vistazo a nuestra guía de diseño de fuentes de alimentación para ver cómo puedes usar las herramientas de diseño en Altium Designer para tu nueva placa.

Planificando tu Diseño de Fuente de Alimentación

Tu estrategia de fuente de alimentación y regulación involucra varias etapas, y requiere considerar tu fuente de alimentación de entrada al planificar tu nuevo diseño. La conversión AC-AC es bastante simple e involucra solo regulación de aumento o disminución de tensión, posiblemente con un circuito de factor de corrección de potencia para aumentar la eficiencia. Si estás planificando una fuente de alimentación para la conversión AC-DC, tu diseño de fuente de alimentación será similar al diagrama de bloques a continuación.

Diagrama de bloques del diseño de fuente de alimentación AC-DC.

Una vez que hayas convertido tu entrada de CA a CC, puedes seguir la estrategia típica de conversión y regulación de CC-CC para obtener un voltaje de CC estable a la corriente deseada. La conversión de CC-CC requiere implementar la topología de fuente de alimentación adecuada. Las topologías más comunes son la reducción (buck), el aumento (boost) y la conversión buck-boost, pero se pueden usar topologías de fuente de alimentación relacionadas para la conversión y regulación de CC-CC. Ten en cuenta que el diagrama de flujo mostrado a continuación también se utiliza con fuentes de alimentación de CC no reguladas para generar energía de CC estable para tus componentes.

Diagrama de bloques del diseño de la fuente de alimentación de CC-CC.

Cada etapa en el regulador necesita ser construida a partir de componentes discretos y/o circuitos integrados que proporcionen cada función. Puedes crear una fuente de alimentación a partir de pasivos y circuitos integrados reguladores de potencia, o puedes usar componentes discretos. Las diferentes etapas pueden ser aisladas para evitar que un alto voltaje alcance el puerto de salida, lo que elimina un importante riesgo de seguridad. Una vez que hayas determinado tu estrategia de conversión y regulación de potencia, necesitas elegir tus componentes y crear esquemáticos.

Diseño Esquemático para una Nueva Fuente de Alimentación

Las etapas de conversión y regulación mostradas arriba son bien conocidas y están disponibles como diseños de referencia de varios fabricantes. También puedes encontrar muchos ejemplos de diferentes diseños de reguladores y convertidores en el blog de Diseño de PCB de Altium. El editor de esquemáticos en Altium Designer te permite encontrar los componentes que necesitas para tu placa con el panel de búsqueda de Partes del Fabricante. Estos componentes tendrán símbolos esquemáticos verificados, huellas de PCB y modelos 3D, así como información actual de suministro con cantidades y precios actualizados.

• Cuando estás construyendo un nuevo regulador conmutado, necesitas diseñar y simular todos los aspectos de tu nuevo dispositivo con el mejor editor de esquemáticos.

  Ve un ejemplo de proyecto de regulador en Altium Designer.

• Tus etapas de conversión y regulación de CC-CC requieren seleccionar la topología correcta para tu nuevo diseño de fuente de alimentación. Aprende más sobre las topologías de convertidores CC-CC.
• Puedes encontrar los componentes que necesitas para cada etapa de conversión y regulación en tu diseño de fuente de alimentación con el panel de Búsqueda de Partes del Fabricante en Altium Designer.

  Aprende más sobre el panel de Búsqueda de Partes del Fabricante en Altium Designer.

Secciones de rectificador, filtro EMI, PFC y convertidor buck de un diseño de fuente de alimentación en Altium Designer

Diseñando Cada Etapa del Regulador

Al seleccionar componentes para el diseño de su fuente de alimentación, preste mucha atención a las especificaciones importantes en las hojas de datos. Los niveles de voltaje/corriente de entrada y salida son bastante importantes, pero también necesita considerar otros componentes para la regulación. Si su fuente de energía de entrada variará durante la operación, necesitará tener una estrategia para asegurar que la salida de su fuente de alimentación permanezca estable durante la operación. Este es quizás el punto más importante al diseñar una fuente de alimentación para acomodar diferentes fuentes de energía de entrada.

Sus etapas reguladoras pueden necesitar tener retroalimentación con un controlador IC regulador, que luego utiliza una señal PWM para asegurar que la salida de su regulador se mantenga en el voltaje deseado. La idea es mantener la salida de la etapa reguladora por encima del voltaje de caída para el LDO final (ver arriba), o establecer la salida del regulador en un valor específico. Los controladores IC están disponibles para estas tareas, y pueden ser fácilmente añadidos a un diseño regulador en el lazo de retroalimentación.

Evaluando Su Diseño de Fuente de Alimentación con Simulaciones

Una vez que hayas cascado tus etapas de regulador y determinado cómo se comportará tu señal de potencia de entrada, necesitarás verificar la funcionalidad de tu diseño antes de crear tu disposición. Este es el mejor momento para examinar tu diseño de suministro de energía con un simulador basado en SPICE. Cuando tu editor esquemático incluye una herramienta de simulación integrada, podrás ejecutar instantáneamente simulaciones de CC y de señal mixta directamente desde tus datos esquemáticos. Una vez que hayas evaluado tu diseño, puedes usar una herramienta integrada de captura esquemática para comenzar la disposición de tu suministro de energía.

• Trabajar con un simulador de circuitos directamente en tu editor esquemático te permite evaluar instantáneamente tu nuevo diseño de suministro de energía y determinar que tus circuitos funcionarán correctamente.

  Aprende más sobre el uso de un editor esquemático con un simulador SPICE integrado.

• Las etapas de regulador en un suministro de energía pueden ser aisladas o no aisladas. Un suministro de energía aislado es más seguro ya que previene que los choques de alta tensión alcancen la salida.

  Aprende más sobre suministros de energía aislados y no aislados.

• La captura esquemática es el primer paso involucrado en la creación de una disposición de PCB para tu diseño de suministro de energía.

  Aprende más sobre la creación de una disposición de PCB a partir de un esquemático usando la captura esquemática.

Resultados de simulación de MOSFET generados desde el editor esquemático en Altium Designer

El Mejor Software ECAD para Diseño de Fuentes de Alimentación

Desde el editor de esquemas hasta las poderosas herramientas CAD, Altium Designer tiene todo lo que necesitas para el diseño de fuentes de alimentación. El editor de esquemas incluye un simulador de circuitos para evaluar la funcionalidad del circuito, y el editor de PCB te permite importar instantáneamente tu esquemático a un nuevo diseño. Permanecerás en tu nivel más productivo cuando uses Altium Designer.

Completa Todo Tu Diseño de PCB en Altium Designer

Aunque las características de diseño de esquemáticos y simulación de circuitos en Altium Designer son ideales para el diseño de fuentes de alimentación, no estarás limitado a construir reguladores y convertidores. Las características de diseño de esquemáticos y diseño de layout en Altium Designer se pueden utilizar para crear productos nuevos y potentes en cualquier aplicación. Desde diseño de alta velocidad/alta frecuencia hasta sistemas de distribución de energía, tendrás un conjunto completo de herramientas para todos los aspectos del diseño electrónico.

Altium Designer es también la única plataforma que te ofrece las características que necesitas para preparar una placa para la fabricación a gran escala. Altium Designer facilita este proceso integrando todos tus datos de diseño en una sola ubicación. No tendrás que usar programas separados para crear listas de materiales, archivos Gerber, archivos de taladro o dibujos de ensamblaje. Puedes preparar todo lo que necesitas para la prototipación y la fabricación a gran escala en Altium Designer.

• La creación de esquemáticos, simulación y diseño de distribución para el diseño de fuentes de alimentación son increíblemente fáciles en Altium Designer. El motor de diseño basado en reglas de Altium Designer integra todas tus características de diseño en un único programa. Aprende más sobre el entorno de diseño integrado en Altium Designer.
• Una vez que creas tu diseño de PCB, puedes examinar la distribución de energía a través de tu PCB con el Analizador de Red de Distribución de Potencia (PDN Analyzer) de Altium Designer. Puedes localizar puntos calientes en tu placa y corregir tu diseño para eliminarlos de manera rápida y fácil. Aprende más sobre el PDN Analyzer en Altium Designer.
• Cuando estés listo para producir placas para tu nuevo diseño de fuente de alimentación, puedes enviar instantáneamente la liberación de tu proyecto a tu fabricante cuando agregas Altium Concord Pro a Altium Designer. Aprende más sobre agregar Altium Concord Pro a Altium Designer.

El diseño de fuentes de alimentación en un entorno integrado te ayuda a mantenerte productivo y crear productos de mayor calidad. Si apenas estás comenzando a usar un entorno integrado de diseño de PCB, Altium te proporciona los recursos que necesitas para diseñar con éxito. Tendrás acceso al foro AltiumLive, webinars y podcasts con expertos de la industria, una enorme base de conocimientos con muchos consejos de diseño y tutoriales de diseño. Ninguna otra compañía de software de diseño de PCB está tan invertida en tu éxito.

Altium Designer ha establecido un nuevo estándar en diseño de circuitos, diseño de PCB y simulación. Puedes implementar las directrices de diseño de suministro de energía presentadas aquí y crear otros productos potentes cuando usas Altium Designer.

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

Solo hemos arañado la superficie de lo que es posible hacer con Altium Designer en Altium 365. Puedes consultar la página del producto para una descripción de características más profunda o uno de los Seminarios Web Bajo Demanda.