Électronique de puissance PCB : Concevez et simulez votre carte PCB d'alimentation avec le meilleur logiciel ECAD

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 ensuite créer rapidement 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^®

Un ensemble unifié de conception de PCB d'alimentation avec les meilleurs outils de simulation et d'agencement de l'industrie.

Les appareils électroménagers, les systèmes industriels, les ordinateurs, les équipements de mesure de précision et de nombreux autres systèmes nécessitent tous une alimentation stable provenant d'une unité d'alimentation intégrée ou externe. Les PCB pour les unités d'alimentation doivent équilibrer de nombreuses exigences de conception telles que la gestion thermique, les interférences électromagnétiques et le bruit, ainsi que la sécurité. Satisfaire toutes ces exigences peut être difficile, surtout lorsque vous n'avez pas le bon logiciel de conception.

Les différents circuits utilisés dans les alimentations peuvent également être très complexes, nécessitant une gamme de composants ainsi que des simulations pour vérifier les conceptions. Un concepteur de PCB pour alimentations a besoin d'un ensemble complet d'outils de conception pour faire son travail tout en s'assurant qu'il respecte les importantes exigences de conception et de sécurité. Pour garantir que votre conception satisfait aux exigences de base, nous avons compilé quelques lignes directrices de conception importantes pour vous aider à construire des PCB sûrs et très efficaces pour les alimentations.

Si vous suivez les bonnes directives de conception et utilisez le meilleur logiciel de disposition de PCB, vous pouvez créer un PCB à âme métallique qui peut être fabriqué à grande échelle. Suivez ces directives pour vous assurer que votre PCB à âme métallique est manufacturable et suit les normes industrielles de base.

Normes de conception importantes pour les PCB d'alimentation

Il existe de nombreuses normes industrielles applicables aux PCBs d'alimentation, allant des normes IPC à d'autres normes spécifiques à l'industrie. Deux des normes IPC de base qui garantiront que votre alimentation ne subira pas de décharge électrostatique (ESD) ou une élévation excessive de température dans les conducteurs sont :

• IPC-2221 : Cette norme générale de qualification de conception s'applique aux conceptions d'alimentation en spécifiant les exigences de distance de fuite et d'espacement. Ces exigences visent à aider à prévenir l'ESD entre les conducteurs exposés sur la couche de surface et entre les conducteurs sur les couches internes.
• IPC-2152 : Cette norme s'applique à la capacité de transport de courant dans les conducteurs dans le but de limiter l'élévation de température dans les conducteurs. Cette limite doit être utilisée pour dimensionner les polygones, le cuivre étendu, les plans de puissance et les rails d'alimentation sur les couches de surface et internes.

D'autres normes IPC importantes régiront la fiabilité, telles que IPC-6012 et IPC-A-600, qui peuvent classer une conception d'alimentation en Classe 2 ou Classe 3. Les normes UL/IEC sont également importantes dans plusieurs industries car elles spécifieront les exigences de sécurité sur une gamme de produits.

Un package CAO complet vous aide à concevoir selon les normes

La mise en page de votre PCB pour votre alimentation nécessitera une gamme d'outils CAO pour la conception de polygones, la définition des couches de signal et de plan, la création de rails d'alimentation, et bien plus encore. Avec les meilleurs outils CAO dans une application comme Altium Designer, vous pouvez également placer un dissipateur thermique dans votre conception pour aider à dissiper les charges thermiques et maintenir la température basse.

• Votre PCB d'alimentation prendra en charge une gamme de tensions pendant la conversion et la régulation de puissance. Utilisez un logiciel de conception qui suit la norme IPC-2221 pour les dégagements des conducteurs.

  Apprenez-en plus sur la conception selon les normes IPC-2221 dans les conceptions haute tension.

• Suivez la norme IPC-2152 pour garantir que les conducteurs dans votre mise en page de PCB ne subiront pas une élévation de température excessive.

  Apprenez-en plus sur le dimensionnement des conducteurs dans votre mise en page de PCB pour garantir une faible élévation de température.

• Lorsqu'il est temps de commencer à créer la mise en page de votre PCB d'alimentation, votre conception pourrait bénéficier d'un matériau de superposition de PCB alternatif, tel qu'un PCB en céramique ou à âme métallique.

  Apprenez-en plus sur la sélection de matériaux de substrat de PCB alternatifs.

Une fois que vous dimensionnez vos conducteurs, créez votre arrangement de plans d'alimentation et de masse dans Altium Designer.

Conception de circuits, simulation et analyse pour les PCBs d'alimentation

Utiliser les bons outils d'éditeur de schémas vous donnera le pouvoir de voir dans la chaîne d'approvisionnement électronique pour les conceptions d'alimentation électrique. Peu importe la topologie que vous souhaitez implémenter dans votre conception de PCB, vous aurez besoin de trouver des composants qui peuvent fournir la tension et le courant de sortie requis dans votre alimentation. Un excellent éditeur de schémas avec des outils de conception hiérarchique vous aidera à rester organisé et à créer des schémas clairs avec vos composants requis.

Pour commencer à localiser les composants pour votre alimentation, déterminez les différents composants dont vous aurez besoin pour votre topologie d'alimentation particulière. Vous pouvez ensuite utiliser les outils de chaîne d'approvisionnement dans Altium Designer pour trouver des données de composants, et vous pouvez commencer à créer des symboles de schéma et des empreintes de PCB pour vos pièces. Vous pouvez alors commencer à implémenter votre topologie souhaitée avec les meilleurs outils de mise en page de PCB dans Altium Designer.

Simulation, Conception et Outils de Mise en Page dans un Seul Programme

Ne recourez pas à l'ajout d'outils de simulation externes pour compléter 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 externe de conception et de simulation.

• Il existe plusieurs topologies de régulateurs de tension standard que vous pouvez implémenter dans votre alimentation avec les bons outils de conception et de simulation de circuits.

  En savoir plus sur les topologies standard de convertisseurs de puissance.

• Les composants que vous sélectionnez seront un déterminant majeur de la fiabilité et du comportement électrique stable.

  En savoir plus sur la sélection de composants comme les inducteurs pour les régulateurs à découpage.

• Lorsque vous commencez la mise en page de votre PCB pour votre alimentation, assurez-vous de mettre en œuvre les meilleures pratiques de DFM pour garantir que votre carte puisse facilement passer à travers la fabrication.

  En savoir plus sur la conception pour la fabrication de PCB.

Construisez et simulez cette mise en page de PCB de haute qualité pour un convertisseur résonant LLC dans Altium Designer.

Tous vos outils de conception de PCB d'alimentation dans une seule application

Il devrait désormais être clair que la conception de sources d'alimentation sûres nécessite plusieurs outils de conception, étapes d'analyse, composants et simulations. Pour rester productifs, les concepteurs en électronique de puissance ont besoin d'un ensemble complet d'outils de disposition de PCB, de simulation et de sourcing de composants, et les concepteurs peuvent travailler à leur productivité maximale lorsque tous leurs outils de conception sont regroupés dans un seul programme.

L'avantage majeur d'Altium Designer par rapport à d'autres applications ECAD réside dans son intégration. Tout ce qui est nécessaire pour concevoir l'électronique de puissance et d'autres conceptions avancées se trouve dans un seul programme. Vous n'aurez pas besoin d'ajouter des programmes externes pour terminer vos conceptions, vous pouvez faire tout le nécessaire pour obtenir votre carte conçue et fabriquée avec une seule application.

La Conception Guidée par les Règles Assure l'Efficacité et la Sécurité

La puissance d'Altium Designer provient de son ensemble complet d'outils de conception guidée par les règles. Vous pouvez facilement définir des dégagements de sécurité et électriques importants comme règles de conception dans Altium Designer, et le moteur de conception interne vérifiera la disposition de votre PCB d'alimentation par rapport à ces normes au fur et à mesure de la création de votre carte. Aucune autre application de conception de PCB ne vous aide à construire selon les normes de sécurité et de fiabilité requises dans les cartes de circuits imprimés d'aujourd'hui pour les alimentations, les régulateurs et les convertisseurs de puissance.

• Altium Designer vous aide à garantir que votre PCB pour votre alimentation électrique est conforme aux normes industrielles de base grâce à sa suite complète de fonctionnalités de conception pilotées par les règles.

  En savoir plus sur l'ensemble complet d'outils de conception de PCB dans Altium Designer.

• Les PCB d'alimentation électrique peuvent comporter une gamme de composants complexes qui nécessitent une conception 3D minutieuse pour assurer l'ajustement à un boîtier tout en respectant les normes de sécurité importantes.

  En savoir plus sur les fonctionnalités de conception de PCB en 3D natives d’Altium Designer.

• Lorsque vous êtes prêt à partager vos conceptions avec les membres de votre équipe, vous utilisez la plateforme Altium 365, la seule plateforme cloud qui vous permet de partager et de collaborer sur des projets de cartes de circuits complexes.

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

Altium Designer inclut tout le nécessaire pour garantir la sécurité et la conformité aux normes industrielles.

Altium Designer vous donne accès à une suite complète d'outils de conception de PCB qui vous aident à créer des conceptions d'alimentation électrique très 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 dans l'industrie électronique, jusqu'alors réservé au monde du développement logiciel, permettant aux concepteurs de travailler depuis leur domicile et d'atteindre des niveaux d'efficacité inédits.

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.