Le meilleur progiciel de conception de circuits imprimés haute tension

Zachariah Peterson
|  Créé: January 22, 2021

Parmi toutes les différentes cartes qu'un concepteur peut créer, une conception de circuits imprimés haute tension peut être compliquée et nécessite une attention stricte à la sécurité. Si elles ne sont pas disposées correctement, ces cartes peuvent présenter des risques pour la sécurité ou peuvent ne pas fonctionner lors de la première mise sous tension, laissant un concepteur avec du temps et des efforts inutiles. Dans le meilleur des cas, la carte fonctionnera de manière fiable pendant une longue période grâce à des pratiques de mise en page correctes.

Lorsque vous planifiez votre prochaine conception de circuits imprimés haute tension, assurez-vous d'utiliser les meilleurs outils de conception pour le travail. Tout programme de disposition de carte de circuit imprimé vous permettra d'organiser les composants et d'acheminer les traces autour d'une carte, mais seul Altium Designer vérifie la disposition de votre PCB par rapport aux règles de conception de PCB haute tension lors de sa création. Nous avons rassemblé tout ce que vous devez savoir sur la conception réussie de circuits imprimés haute tension afin que vous puissiez être sûr et réussir.

ALTIUM DESIGNER

Le seul package de conception de circuits imprimés haute tension construit sur un moteur de conception basé sur des règles.

La conception de circuits imprimés haute tension peut être aussi complexe que toute conception numérique haute vitesse. Les tableaux pour les systèmes haute tension peuvent être limités en espace et ils comportent des exigences de sécurité importantes. Ils doivent également être très fiables pour garantir une longue durée de vie lorsqu'ils fonctionnent à haute tension et courant. Avec autant de demandes de conception sur les circuits imprimés haute tension, les ingénieurs de mise en page ont besoin d'un ensemble complet d'outils de conception pour les aider à satisfaire toutes les contraintes de conception.

Considérations dans les conceptions de

circuits imprimés haute tension Les circuits imprimés haute tension sont normalement utilisés dans les systèmes d'alimentation, tels que la production, la conversion ou la distribution d'électricité. Ces tâches peuvent impliquer une gamme de tensions, et le circuit imprimé de cet équipement doit accepter simultanément une gamme de niveaux de puissance. Voici quelques-uns des points qui doivent être déterminés avant de commencer toute disposition de PCB haute tension:

  • Niveau de tension maximum: Le niveau de tension maximum dans la carte déterminera les normes de sécurité pertinentes qui doivent être respectées et la distance entre les conducteurs dans le PCB disposition.
  • Alimentation CA ou CC: les systèmes d'alimentation CC sont plus dangereux que les systèmes CA haute tension. Cependant, les systèmes CA haute puissance peuvent encore nécessiter une isolation pour protéger l'utilisateur contre les courants dangereux.
  • Topologie de l'alimentation: la topologie d'un système d'alimentation détermine également la sécurité, ainsi que les composants utilisés pour construire les circuits du système. Différentes topologies auront leurs propres règles de conception et de disposition pour assurer une puissance stable et empêcher le bruit d'atteindre les circuits en aval.
  • Température de fonctionnement: La température de fonctionnement sera un déterminant majeur de la fiabilité et dépendra de la puissance dissipée dans les conducteurs et les composants du système. Pour les composants résistifs et le PDN de votre PCB, une certaine baisse de puissance est inévitable et entraînera une augmentation de température dans le système.

L'industrie électronique a abordé ces aspects de la conception haute tension et bien d'autres en créant des normes industrielles. Ces normes visent à garantir la fiabilité et la sécurité des produits d'alimentation haute tension.

Normes de l'industrie sur la conception

de circuits imprimés haute tension Certaines des normes industrielles importantes sur les circuits imprimés haute tension sont l'IPC 2221, l'IPC 2152 et la CEI 60950-1 (maintenant fusionnées avec la CEI 60065-1 dans la nouvelle norme CEI 62368-1). Lorsque vous disposez du meilleur ensemble d'outils de conception de PCB, les exigences de ces normes de conception importantes peuvent être codées dans votre projet de PCB en tant que règles de conception. Cela vous aide à concevoir au niveau de fiabilité et de sécurité requis dans les conceptions de circuits imprimés haute tension.

fuite et dégagement du cuivre dans la conception de circuits imprimés haute tension) Conception de circuits imprimés haute tension ou haute tension Les conceptions de circuits

L'espacement entre ces conducteurs doit être soigneusement vérifié pour éviter les décharges électrostatiques pendant le fonctionnement.

Ligne deimprimés

haute tension sont souvent des conceptions de circuits imprimés à courant élevé, sauf dans certains cas étranges. Par exemple, des équipements tels que les blocs d'alimentation et les régulateurs de puissance élevée doivent recevoir une tension élevée et peuvent la convertir en tension modérée à courant élevé. En tant que tel, certaines sections du PCB peuvent devoir être conçues pour résister à la chaleur générée par un courant élevé.

Il y a deux tâches importantes dans la conception à courant élevé qui contribuent à garantir la fiabilité:

  • Dimensionnement de la largeur des: les tracestraces dans un PCB à courant élevé doivent être suffisamment larges pour éviter une élévation de température élevée. Ces exigences et un nomographe utile sont spécifiés dans les normes IPC 2152.
  • Dissipation thermique: lorsque la chaleur est générée dans un circuit imprimé à courant élevé, la chaleur doit être éloignée des composants pour les empêcher de dépasser leur température nominale. La chaleur générée dans ces cartes peut être éliminée avec des couches planes, des ventilateurs, des dissipateurs de chaleur ou en utilisant un substrat à conductivité thermique élevée avec un boîtier métallique.

Lorsque des règles de conception de PCB à courant élevé sont utilisées avec les dégagements définis pour les conceptions de PCB à haute tension, un concepteur peut être assuré que leur carte sera sûre et fournira un courant élevé sans augmentation excessive de la température.

Gestion de la chaleur dans la conception de votre PCB haute tension Les

ventilateurs, les dissipateurs de chaleur, les matériaux exotiques et même le refroidissement liquide peuvent tous être utilisés pour évacuer la chaleur d'un PCB haute tension / courant élevé. Cependant, un concepteur doit déterminer l'élévation de température maximale qu'il peut tolérer dans la carte pour garantir la fiabilité. Une fois que cela est déterminé, la largeur de la trace et les autres mesures de dissipation thermique requises peuvent être déterminées. Une fois que les règles de conception de haute tension et de courant élevé pour votre carte de circuit imprimé sont déterminées, le meilleur logiciel de conception vérifiera automatiquement la disposition de votre PCB par rapport à ces règles.

alternatifsimulation PDN dans la conception de circuits imprimés haute tension

Les simulations PDN peuvent vous aider à identifier les zones où le courant est trop élevé.

Vérification des règles de conception de circuits imprimésdans la configuration de votre circuitimprimés

haute tensionimprimé Les règles de conception de circuitshaute tension ne sont pas là pour limiter votre créativité, elles sont là pour garantir la sécurité de votre carte et qu'elle fonctionnera lorsqu'elle est d'abord démarré. Lorsque vous créez votre configuration de PCB haute tension, elle doit être vérifiée par rapport aux outils de conception standard pour garantir la sécurité et la fonctionnalité.

Dans Altium Designer, vous pouvez encoder toutes les exigences de conception haute tension importantes dont vous avez besoin en tant que règles et contraintes. Les fonctionnalités de mise en page d'Altium Designer reposent sur un moteur DRC en ligne, qui vérifie votre mise en page par rapport aux règles de conception au fur et à mesure que vous la créez. Cela vous aide à détecter et à prévenir les erreurs au début du processus de conception, et à éviter l'étendue de toute refonte qui pourrait être nécessaire pour la sécurité.

Créez des PCB pour n'importe quelle application dans Altium Designer

L'ensemble complet de fonctionnalités de conception de PCB dans Altium Designer vous permet de faire plus que simplement créer des circuits imprimés haute tension. Vous pouvez concevoir des systèmes numériques haute vitesse, des systèmes analogiques haute fréquence, des dispositions de signaux mixtes et bien plus encore avec un ensemble complet d'outils de conception et de disposition de circuits imprimés basés sur des règles. Aucune autre plate-forme de conception de circuits imprimés ne vous offre autant de fonctionnalités de conception faciles à utiliser.

alternatifviolation des règles de conception de PCB dans Altium Designer

Vous pouvez facilement repérer les problèmes d'intégrité de l'alimentation dans la conception de vos circuits imprimés haute tension avec l'extension PDN Analyzer d'Altium Designer.

L'ensemble complet d'outils de conception d'Altium Designer vous aide à avoir l'esprit tranquille lorsque vous travaillez sur votre prochaine conception de PCB haute tension. Vous disposerez d'un ensemble complet d'outils pour vous assurer que votre carte haute tension fonctionne comme vous le souhaitez et sera en sécurité une fois qu'elle sera mise en service.

Altium Designer sur Altium 365 offre une intégration sans précédent à l'industrie électronique jusqu'à présent reléguée dans le monde du développement logiciel, permettant aux concepteurs de travailler à domicile et d'atteindre des niveaux d'efficacité sans précédent.

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A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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