Electrónica de Potencia PCB: Diseña y Simula tu PCB de Fuente de Alimentación con el Mejor Software ECAD

El diseño de un PCB para una fuente de alimentación puede ser tan difícil como el de equipos de red de alta velocidad y sistemas embebidos complejos. Estos diseños de placas de circuito deben tener en cuenta una gama de comportamientos y requisitos de seguridad, especialmente cuando se trata de altos voltajes y corrientes que alcanzan la salida de la fuente de alimentación. Además de los estándares de seguridad involucrados en los PCBs de fuentes de alimentación, la selección de componentes es crítica para asegurar que el diseño pueda proporcionar la salida de energía deseada sin exceso de ruido, resonancias y generación de calor.

Con las herramientas CAD adecuadas y las características de búsqueda de componentes, es fácil encontrar y agregar componentes a tus diseños de fuentes de alimentación. Luego puedes crear rápidamente tu diseño asegurándote de que cumpla con los estándares industriales básicos sobre ESD, gestión de corriente y térmica, seguridad y mucho más. Sigue leyendo para ver algunas pautas importantes sobre el diseño de PCBs de fuentes de alimentación y cómo puedes asegurar

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Un paquete unificado de diseño de PCBs de fuentes de alimentación con las mejores herramientas de simulación y diseño del sector.

Los electrodomésticos, sistemas industriales, computadoras, equipos de medición de precisión y muchos otros sistemas necesitan tener una alimentación estable proveniente de una unidad de suministro de energía integrada o externa. Las PCBs para unidades de suministro de energía necesitan equilibrar muchos requisitos de diseño como la gestión térmica, EMI y ruido, y seguridad. Satisfacer todos estos requisitos puede ser difícil, especialmente cuando no se cuenta con el software de diseño adecuado.

Los diversos circuitos utilizados en los suministros de energía también pueden ser muy complejos, requiriendo una gama de componentes así como simulaciones para verificar los diseños. Un diseñador de PCBs para suministro de energía necesita un conjunto completo de herramientas de diseño para realizar su trabajo mientras asegura que cumplen con importantes requisitos de diseño y seguridad. Para asegurar que tu diseño satisfaga los requisitos básicos, hemos compilado algunas pautas de diseño importantes para ayudarte a construir PCBs seguras y altamente eficientes para suministros de energía.

Si sigues las pautas de diseño correctas y usas el mejor software de diseño de PCBs, puedes crear una PCB de núcleo metálico que puede ser fabricada a gran escala. Sigue estas pautas para asegurarte de que tu PCB de núcleo metálico sea manufacturable y siga los estándares básicos de la industria.

Estándares de Diseño Importantes para PCBs de Suministro de Energía

Existen muchos estándares de la industria que se aplican a las PCBs de suministro de energía, que van desde los estándares IPC hasta otros específicos de la industria. Dos de los estándares IPC básicos que asegurarán que su suministro de energía no experimente ESD (Descarga Electroestática) o un aumento excesivo de temperatura en los conductores son:

• IPC-2221: Este estándar general de calificación de diseño se aplica a los diseños de suministro de energía especificando los requisitos de separación y distancia de aislamiento. Estos requisitos están destinados a ayudar a prevenir la ESD entre conductores expuestos en la capa superficial y entre conductores en capas internas.
• IPC-2152: Este estándar se aplica a la capacidad de conducción de corriente en los conductores con el objetivo de limitar el aumento de temperatura en los conductores. Este límite debe usarse para dimensionar polígonos, vertido de cobre, planos de potencia y rieles de potencia en las capas superficiales e internas.

Otros estándares IPC importantes regirán la fiabilidad, como IPC-6012 e IPC-A-600, que pueden clasificar un diseño de suministro de energía como Clase 2 o Clase 3. Los estándares UL/IEC también son importantes en múltiples industrias ya que especificarán requisitos de seguridad en una gama de productos.

Un Paquete CAD Completo Le Ayuda a Diseñar Según los Estándares

El diseño de su PCB para su fuente de alimentación necesitará una gama de herramientas CAD para el diseño de polígonos, definir capas de señal y plano, crear rieles de potencia y mucho más. Con las mejores herramientas CAD en una aplicación como Altium Designer, también puede colocar un disipador de calor en su diseño para ayudar a disipar las cargas térmicas y mantener baja la temperatura.

• Su PCB de fuente de alimentación soportará una gama de voltajes durante la conversión y regulación de potencia. Utilice software de diseño que siga el estándar IPC-2221 para las separaciones de conductores.

  Aprenda más sobre el diseño según los estándares IPC-2221 en diseños de alto voltaje.

• Siga el estándar IPC-2152 para asegurar que los conductores en su diseño de PCB no experimenten un aumento excesivo de temperatura.

  Aprenda más sobre el dimensionamiento de conductores en su diseño de PCB para asegurar un bajo aumento de temperatura.

• Cuando sea el momento de comenzar a crear su diseño de PCB para la fuente de alimentación, su diseño podría beneficiarse de un material de apilamiento de PCB alternativo, como un PCB de cerámica o con núcleo metálico.

  Aprenda más sobre la selección de materiales de sustrato de PCB alternativos.

Una vez que dimensione sus conductores, cree su disposición de planos de potencia y tierra en Altium Designer.

Diseño de Circuitos, Simulación y Análisis para PCBs de Fuentes de Alimentación

Utilizar las herramientas adecuadas de edición de esquemáticos te dará el poder de ver dentro de la cadena de suministro electrónica para diseños de fuentes de alimentación. No importa qué topología desees implementar en tu diseño de PCB, necesitarás encontrar componentes que puedan proporcionar el voltaje y la corriente de salida requeridos en tu fuente de alimentación. Un excelente editor de esquemáticos con herramientas de diseño jerárquico te ayudará a mantenerte organizado y a crear esquemáticos claros con tus componentes requeridos.

Para comenzar a localizar componentes para tu fuente de alimentación, determina los diversos componentes que necesitarás para tu topología de fuente de alimentación particular. Luego puedes usar las herramientas de la cadena de suministro en Altium Designer para encontrar datos de componentes, y puedes comenzar a crear símbolos esquemáticos y huellas de PCB para tus partes. Entonces puedes comenzar a implementar tu topología deseada con las mejores herramientas de diseño de PCB en Altium Designer.

Herramientas de Simulación, Diseño y Distribución en Un Solo Programa

No recurras a complementar tus herramientas de diseño con herramientas de simulación externas. Puedes utilizar el motor SPICE en Altium Designer para simular la distribución de energía en tus circuitos reguladores, y puedes visualizar resultados importantes de análisis transitorio para la salida de energía en tu diseño. Después de evaluar completamente el comportamiento eléctrico en tus circuitos de suministro de energía, puedes usar una herramienta integrada de captura esquemática para comenzar tu diseño de PCB. Solo Altium Designer puede guiarte a través de todo el proceso de diseño de suministro de energía sin ningún programa externo de diseño y simulación.

• Hay varias topologías de reguladores de voltaje estándar que puedes implementar en tu suministro de energía con las herramientas de diseño y simulación adecuadas.

  Aprende más sobre topologías de convertidores de energía estándar.

• Los componentes que selecciones serán un determinante mayor de la fiabilidad y el comportamiento eléctrico estable.

  Aprende más sobre la selección de componentes como inductores para reguladores conmutados.

• A medida que comiences el diseño de tu PCB para tu suministro de energía, asegúrate de implementar las mejores prácticas de DFM para garantizar que tu placa pueda pasar fácilmente por la fabricación.

  Aprende más sobre el diseño para la fabricación de PCB.

Construye y simula este diseño de PCB de alta calidad para un convertidor resonante LLC en Altium Designer.

Todas tus herramientas de diseño de PCB para suministro de energía en una sola aplicación

Para este momento, debería estar claro que diseñar fuentes de alimentación seguras requiere múltiples herramientas de diseño, pasos de análisis, componentes y simulaciones. Para mantenerse productivos, los diseñadores de electrónica de potencia necesitan un conjunto completo de herramientas de diseño de PCB, simulación y búsqueda de componentes, y los diseñadores pueden trabajar con la máxima productividad cuando todas sus herramientas de diseño están en un solo programa.

La principal ventaja de Altium Designer sobre otras aplicaciones ECAD es su integración. Todo lo necesario para diseñar electrónica de potencia y otros diseños avanzados se encuentra en un solo programa. No necesitarás añadir programas externos para terminar tus diseños, puedes hacer todo lo necesario para obtener tu placa diseñada y fabricada con una sola aplicación.

El Diseño Regido por Reglas Ayuda a Asegurar la Eficiencia y Seguridad

El poder de Altium Designer proviene de su completo conjunto de herramientas de diseño regido por reglas. Puedes establecer fácilmente importantes distancias de seguridad y eléctricas como reglas de diseño en Altium Designer, y el motor de diseño interno verificará tu diseño de PCB de fuente de alimentación contra estos estándares a medida que se crea tu placa. Ninguna otra aplicación de diseño de PCB te ayuda a construir según los estándares de seguridad y fiabilidad requeridos en las placas de circuito de hoy para fuentes de alimentación, reguladores y convertidores de potencia.

• Altium Designer ayuda a asegurar que tu PCB para tu fuente de alimentación cumpla con los estándares básicos de la industria gracias a su completo conjunto de características de diseño basado en reglas.

  Aprende más sobre el conjunto completo de herramientas de diseño de PCB en Altium Designer.

• Las PCBs de fuentes de alimentación pueden tener una gama de componentes complejos que requieren un cuidadoso diseño 3D para asegurar su ajuste a una carcasa mientras cumplen con importantes estándares de seguridad.

  Aprende más sobre las características de diseño de PCB en 3D nativas de Altium Designer.

• Cuando estés listo para compartir tus diseños con los miembros de tu equipo, usas la plataforma Altium 365, la única plataforma en la nube que te permite compartir y colaborar en proyectos complejos de tarjetas de circuito.

  Aprende más sobre compartir los datos de tu proyecto de PCB con Altium 365.

Altium Designer incluye todo lo necesario para asegurar la seguridad y el cumplimiento con los estándares de la industria.

Altium Designer te da acceso a un conjunto completo de herramientas de diseño de PCB que te ayudan a crear diseños de fuentes de alimentación altamente eficientes y seguros. Olvídate de usar múltiples programas para diseño, disposición y simulación, usa el mejor conjunto de herramientas de diseño de PCB de la industria en una aplicación poderosa.

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 más detallada de las características o uno de los Seminarios Web Bajo Demanda.