Guide complet de conception et de simulation de filtre d'alimentation

La conception d'un PCB pour une alimentation peut être aussi difficile que celle d'équipements de réseautage à haute vitesse et de systèmes embarqués complexes. Ces conceptions de cartes électroniques doivent prendre en compte une gamme de comportements et d'exigences de sécurité, surtout lorsqu'elles traitent de hautes tensions et de courants atteignant la sortie de l'alimentation. En plus des normes de sécurité impliquées dans les PCB d'alimentation, la sélection des composants est cruciale pour assurer que la conception puisse fournir la puissance de sortie désirée sans bruit excessif, oscillations et génération de chaleur.

Avec les bons outils de CAO et les fonctionnalités de sourcing de composants, il est facile de trouver et d'ajouter des composants à vos conceptions d'alimentation. Vous pouvez alors rapidement créer votre agencement tout en vous assurant que votre conception respecte les normes industrielles de base sur la gestion de l'ESD, du courant et de la thermique, la sécurité, et bien plus encore. Continuez à lire pour voir quelques lignes directrices importantes sur la conception de PCB d'alimentation et comment vous pouvez assurer

ALTIUM DESIGNER^®

L'application de conception et de simulation électronique la meilleure de l'industrie pour les concepteurs d'alimentations professionnelles.

Les filtres sont un circuit extrêmement important avec une fonction simple : éliminer certains contenus fréquentiels d'un signal électrique souhaité. En tant qu'élément de suppression de bruit et de conditionnement de puissance dans une alimentation, les filtres utilisés dans les alimentations sont normalement des filtres passe-bas conçus pour faire passer le courant continu vers une charge. Ces filtres pourraient également être des selfs qui éliminent le bruit en mode commun des lignes d'entrée ou de sortie d'une alimentation. Étant donné leur importance, les concepteurs en électronique de puissance ont besoin d'outils de simulation et de mise en page pour les aider à concevoir, évaluer et construire des filtres pour les alimentations.

Les circuits de filtre sont fondamentaux pour contrôler le bruit dans tout système électronique, mais même les circuits de filtre simples doivent être évalués pour leur fonctionnalité. Certains des outils de base dont les ingénieurs des systèmes de puissance ont besoin pour la conception de filtres sont :

• Un utilitaire de conception de circuits et de création de schémas pour sélectionner les composants de filtre et construire des conceptions de filtre
• Un package de simulation SPICE intégré pour évaluer la fonctionnalité électrique
• Fonctions de capture de schéma intégrées pour importer les empreintes de PCB dans une disposition de carte de circuit imprimé vierge
• Fonctionnalités de sourcing de composants pour aider à trouver des pièces et des données d'approvisionnement auprès des principaux distributeurs

Avec cet ensemble d'outils complet dans Altium Designer, la conception de filtre d'alimentation est beaucoup plus facile et ne nécessite qu'une seule application. Suivez ces directives pour la conception de filtre d'alimentation pour garantir que vos conceptions auront un faible bruit et une sortie de puissance souhaitée.

Topologies et stratégies de conception de filtre d'alimentation

Toute conception de filtre commence par considérer le type spécifique de bruit qui doit être éliminé du système. Les conceptions d'alimentation doivent considérer 4 types généraux de bruit qui devraient être éliminés avec un circuit de filtre. Ces sources de bruit et la topologie de filtre utilisée pour les éliminer sont résumées dans l'image ci-dessous :

D'après le tableau ci-dessus, nous voyons que le filtrage de l'alimentation électrique implique généralement un filtre passe-bas pour éliminer le bruit en mode différentiel et une self de mode commun pour supprimer le bruit en mode commun. La topologie spécifique impliquée est généralement un circuit LC, mais les filtres en mode différentiel pourraient être un filtre actif avec un ampli-op dans les cas où des boucles de rétroaction avec gain sont nécessaires.

Simulations SPICE Intégrées pour la Conception de Votre Filtre d'Alimentation

Tout filtre devra passer plusieurs simulations pour garantir qu'il fournit la bande passante, la pente de coupure, l'atténuation et le nombre de pôles souhaités. Un balayage de fréquence et une fonction de transfert sont les principaux outils utilisés pour évaluer les filtres d'alimentation. Cependant, la sortie de puissance doit également être examinée pour s'assurer que le filtre ne réduira pas la puissance DC, ainsi les filtres d'alimentation sont souvent des circuits LC avec zéro résistance. La topologie de votre filtre d'alimentation peut être entièrement simulée lorsque vous disposez d'un package SPICE intégré dans vos outils de conception de circuits et de schémas.

• Lors de la conception de filtres, SPICE sera l'outil standard que vous utiliserez pour évaluer la fonctionnalité de l'alimentation et la sortie de puissance.

  Apprenez-en plus sur les simulations SPICE pour la conception et l'évaluation de circuits.

• Vos outils de conception de circuits devraient prendre en charge toute topologie de régulateur de puissance, ainsi que les composants standards nécessaires pour mettre en œuvre l'isolation pour des raisons de sécurité dans votre alimentation électrique.

  En savoir plus sur les alimentations électriques isolées standard.

• Les composants que vous sélectionnez seront un facteur déterminant de la fiabilité et du comportement électrique stable. Vos simulations SPICE devraient examiner le filtrage de sources de bruit spécifiques et les EMI à large bande.

  En savoir plus sur la conception et la simulation de filtres EMI dans Altium Designer.

Altium Designer inclut un simulateur SPICE puissant avec des fonctionnalités de balayage de paramètres. Vous pouvez effectuer des tâches de conception importantes comme déterminer la bonne taille d'inductance pour un régulateur à découpage.

Trouvez vos composants pour les conceptions d'alimentation PCB

Les composants d'alimentation doivent être soigneusement choisis pour assurer la fonction électrique et la fiabilité. Vous pouvez sélectionner vos composants d'alimentation dans votre logiciel de conception de PCB lorsque vous avez un accès instantané à la chaîne d'approvisionnement électronique grâce à vos bibliothèques de composants. Altium Designer vous donne cet accès à la chaîne d'approvisionnement électronique via le panneau de recherche de pièces du fabricant, où vous pouvez rechercher des composants par fabricant, numéro de pièce ou spécification. Vous pouvez ensuite ajouter instantanément ces pièces à votre BOM et commencer à les placer dans votre conception.

Capture schématique intégrée pour vos circuits d'alimentation

Ne vous contentez pas d'ajouter des outils de simulation externes à vos outils de conception. Vous pouvez utiliser le moteur SPICE dans Altium Designer pour simuler la distribution de puissance dans vos circuits régulateurs, et vous pouvez visualiser les résultats importants de l'analyse transitoire pour la sortie de puissance de votre conception. Après avoir entièrement évalué le comportement électrique dans vos circuits d'alimentation, vous pouvez utiliser un outil de capture de schéma intégré pour commencer votre mise en page de PCB. Seul Altium Designer peut vous guider à travers tout le processus de conception d'alimentation sans aucun programme de conception et de simulation externe.

• Votre éditeur de schéma devrait vous aider à rester organisé et faciliter l'importation de votre conception dans une nouvelle mise en page de circuit imprimé avec capture de schéma intégrée.

  En savoir plus sur les avantages des schémas hiérarchiques dans votre logiciel de conception de PCB.

• Une fois que vous utilisez la capture de schéma pour importer vos composants dans une mise en page de PCB vierge, vous devrez suivre des normes de conception importantes pour garantir que la disposition de votre filtre d'alimentation soit sûre et fiable.

  En savoir plus sur la conception selon les normes IPC-2221 dans les conceptions haute tension.

• La mise en page de PCB pour votre alimentation devrait incorporer des pratiques de DFM pour garantir que votre carte puisse passer à travers la fabrication avec un rendement élevé.

  En savoir plus sur le processus de fabrication de PCB.

Altium Designer inclut tout le nécessaire pour garantir la sécurité et la conformité avec les normes de l'industrie.

Tous les outils de conception de filtre d'alimentation dont vous avez besoin

Altium Designer est le logiciel de conception de premier plan de l'industrie pour les alimentations, les systèmes embarqués, les produits RF, les appareils mobiles, les systèmes informatiques à haute vitesse, et bien plus encore. Lorsque vous utilisez Altium Designer, vous aurez accès à tous les outils nécessaires pour la conception d'alimentation dans une interface conviviale.

L'avantage majeur d'Altium Designer par rapport aux autres applications ECAD est son ensemble d'outils intégré. Tout ce qui est nécessaire pour concevoir l'électronique de puissance et les PCB pour d'autres électroniques avancées est inclus dans une seule application. Le meilleur de tout, vous resterez productif grâce au moteur de conception basé sur les règles sous-jacent et à l'interface utilisateur rationalisée.

Restez productif avec le logiciel de conception de PCB basé sur les règles

Toutes les fonctionnalités de conception de PCB dans Altium Designer ont été conçues pour travailler ensemble et pour aider à garantir que votre carte respecte les normes industrielles importantes. Toutes les normes de fonctionnalité et de sécurité importantes pour votre conception peuvent être définies comme des règles de conception, et votre conception sera vérifiée par rapport à vos règles de conception au fur et à mesure que vous créez votre carte. Aucune autre application de conception de PCB ne vous aide à rester aussi productif et à construire des conceptions d'alimentation hautement efficaces.

• Lorsque vous avez besoin d'utiliser les meilleures fonctionnalités de conception pour la conception et l'analyse de filtres, tournez-vous vers Altium Designer, le leader du secteur dans la conception et la fabrication de PCB.

  En savoir plus sur Altium Designer.

• La conception et la simulation de filtres sont faciles avec l'ensemble complet de fonctionnalités de conception et de simulation de circuits dans Altium Designer.

  Voyez l'ensemble complet d'outils de conception de PCB en action avec Altium Designer.

• La plateforme Altium 365 rend simple le partage des données de projet et la collaboration avec d'autres concepteurs via une plateforme cloud gérée.

  En savoir plus sur le partage de vos données de projet PCB avec Altium 365.

Construisez et simulez un filtre d'alimentation pour des convertisseurs de puissance avancés dans Altium Designer.

Altium Designer vous donne accès à une suite complète d'outils de conception de PCB qui vous aident à créer des conceptions d'alimentation hautement efficaces et sûres. Oubliez l'utilisation de plusieurs programmes pour la conception, la mise en page et la simulation, utilisez le meilleur ensemble d'outils de conception de PCB de l'industrie dans une application puissante.

Altium Designer sur Altium 365 offre un niveau d'intégration sans précédent à l'industrie électronique, jusqu'à présent relégué au monde du développement logiciel, permettant aux concepteurs de travailler depuis chez eux et d'atteindre des niveaux d'efficacité sans précédent.

Nous n'avons fait qu'effleurer la surface de ce qu'il est possible de faire avec Altium Designer sur Altium 365. Vous pouvez consulter la page du produit pour une description plus détaillée des fonctionnalités ou l'un des Webinaires à la Demande.