Elettronica di Potenza PCB: Progetta e Simula il Tuo PCB per Alimentatori con il Miglior Software ECAD

Zachariah Peterson
|  Creato: giugno 29, 2021
Norme di progettazione importanti per i PCB di alimentazione

La progettazione di un PCB per un'alimentazione può essere tanto difficile quanto quella di apparecchiature di rete ad alta velocità e sistemi embedded complessi. Questi disegni di circuiti stampati devono tenere conto di una gamma di comportamenti e requisiti di sicurezza, specialmente quando si ha a che fare con alte tensioni e correnti che raggiungono l'uscita dell'alimentazione. Oltre agli standard di sicurezza coinvolti nei PCB per alimentazioni, la selezione dei componenti è critica per garantire che il design possa fornire l'uscita di potenza desiderata senza eccessivo rumore, ronzio e generazione di calore.

Con gli strumenti CAD giusti e le funzionalità di approvvigionamento dei componenti, è facile trovare e aggiungere componenti ai tuoi progetti di alimentazione. Puoi quindi creare rapidamente il tuo layout assicurandoti che il tuo design sia conforme agli standard industriali di base su ESD, gestione della corrente e del calore, sicurezza e molto altro. Continua a leggere per vedere alcune linee guida importanti sulla progettazione di PCB per alimentazioni e come puoi assicurarti

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Un pacchetto unificato per la progettazione di PCB per alimentazioni con i migliori strumenti di simulazione e layout del settore.

Elettrodomestici, sistemi industriali, computer, apparecchiature per misurazioni di precisione e molti altri sistemi necessitano tutti di un'alimentazione stabile da un'unità di alimentazione integrata o esterna. I PCB per le unità di alimentazione devono bilanciare molti requisiti di progettazione come la gestione termica, l'EMI e il rumore, e la sicurezza. Soddisfare tutti questi requisiti può essere difficile, specialmente quando non si dispone del software di progettazione adeguato.

I vari circuiti utilizzati nelle alimentazioni possono essere anche molto complessi, richiedendo una gamma di componenti così come simulazioni per verificare i progetti. Un progettista di PCB per alimentatori necessita di un set completo di strumenti di progettazione per svolgere il proprio lavoro garantendo al contempo la conformità ai requisiti di progettazione e sicurezza importanti. Per assicurare che il tuo progetto soddisfi i requisiti di base, abbiamo compilato alcune importanti linee guida di progettazione per aiutarti a costruire PCB sicuri ed altamente efficienti per alimentatori.

Se segui le giuste linee guida di progettazione e utilizzi il miglior software di layout PCB, puoi creare un PCB con nucleo metallico che può essere fabbricato su larga scala. Segui queste linee guida per assicurarti che il tuo PCB con nucleo metallico sia fabbricabile e segua gli standard industriali di base.

Importanti Standard di Progettazione per i PCB di Alimentazione

Ci sono molti standard industriali che si applicano ai PCB per alimentatori, che vanno dagli standard IPC ad altri standard specifici del settore. Due degli standard IPC fondamentali che garantiranno che il tuo alimentatore non subisca ESD (scariche elettrostatiche) o un eccessivo aumento di temperatura nei conduttori sono:

  • IPC-2221: Questo standard generale di qualificazione del design si applica ai progetti di alimentazione specificando i requisiti di distanza di fuga e di spazio libero. Questi requisiti sono destinati ad aiutare a prevenire l'ESD tra conduttori esposti sullo strato superficiale e tra conduttori negli strati interni.
  • IPC-2152: Questo standard si applica alla capacità di trasporto di corrente nei conduttori con l'intento di limitare l'aumento di temperatura nei conduttori. Questo limite dovrebbe essere utilizzato per dimensionare poligoni, riempimenti di rame, piani di potenza e binari di alimentazione sulla superficie e negli strati interni.

Altri importanti standard IPC governeranno l'affidabilità, come IPC-6012 e IPC-A-600, che possono classificare un progetto di alimentazione come Classe 2 o Classe 3. Gli standard UL/IEC sono anche importanti in molteplici industrie poiché specificano i requisiti di sicurezza su una gamma di prodotti.

Un Pacchetto CAD Completo Ti Aiuta a Progettare secondo gli Standard

Il layout del tuo PCB per l'alimentatore necessiterà di una gamma di strumenti CAD per la progettazione di poligoni, la definizione di strati di segnale e piano, la creazione di binari di alimentazione e molto altro. Con i migliori strumenti CAD in un'applicazione come Altium Designer, puoi anche posizionare un dissipatore nel tuo progetto per aiutare a dissipare i carichi termici e mantenere bassa la temperatura.

PCB power plane

Una volta dimensionati i tuoi conduttori, crea il tuo arrangiamento di piani di alimentazione e massa nel PCB in Altium Designer.

Progettazione di circuiti, simulazione e analisi per PCB di alimentatori

Utilizzare gli strumenti giusti per l'editor schematico vi darà il potere di esplorare la catena di fornitura elettronica per i progetti di alimentatori. Indipendentemente dalla topologia che desiderate implementare nel vostro design PCB, avrete bisogno di trovare componenti che possano fornire la tensione e la corrente di uscita richieste nel vostro alimentatore. Un ottimo editor schematico con strumenti di progettazione gerarchica vi aiuterà a rimanere organizzati e a creare schemi chiari con i componenti richiesti.

Per iniziare a localizzare i componenti per il vostro alimentatore, determinate i vari componenti di cui avrete bisogno per la particolare topologia del vostro alimentatore. Potete quindi utilizzare gli strumenti della catena di fornitura in Altium Designer per trovare i dati dei componenti, e potete iniziare a creare simboli schematici e footprint PCB per le vostre parti. Potrete quindi iniziare ad implementare la topologia desiderata con i migliori strumenti di layout PCB in Altium Designer.

Simulazione, Progettazione e Strumenti di Layout in Un Unico Programma

Non ricorrere a integrare i tuoi strumenti di progettazione con strumenti di simulazione esterni. Puoi utilizzare il motore SPICE in Altium Designer per simulare la distribuzione di potenza nei tuoi circuiti regolatori, e puoi visualizzare importanti risultati dell'analisi transitoria per l'uscita di potenza nel tuo progetto. Dopo aver valutato completamente il comportamento elettrico nei tuoi circuiti di alimentazione, puoi utilizzare uno strumento integrato di cattura schematica per iniziare il layout del tuo PCB. Solo Altium Designer può guidarti attraverso l'intero processo di progettazione dell'alimentazione senza alcun programma esterno di progettazione e simulazione.

LLC resonant converter power supply PCB

Costruisci e simula questo layout di PCB di alta qualità per un convertitore risonante LLC in Altium Designer.

Tutti i tuoi strumenti di progettazione PCB per l'alimentazione in un'unica applicazione

Ormai dovrebbe essere chiaro che progettare alimentatori sicuri richiede molteplici strumenti di progettazione, passaggi di analisi, componenti e simulazioni. Per rimanere produttivi, i progettisti di elettronica di potenza hanno bisogno di un set completo di strumenti per il layout PCB, simulazione e approvvigionamento componenti, e i progettisti possono lavorare con la massima produttività quando tutti i loro strumenti di progettazione sono in un unico programma.

Il grande vantaggio di Altium Designer rispetto ad altre applicazioni ECAD è la sua integrazione. Tutto ciò che serve per progettare l'elettronica di potenza e altri progetti avanzati si trova in un unico programma. Non avrai bisogno di aggiungere programmi esterni per completare i tuoi progetti, puoi fare tutto il necessario per ottenere la progettazione e la produzione della tua scheda con una singola applicazione.

Il Design Basato su Regole Aiuta a Garantire Efficienza e Sicurezza

La forza di Altium Designer deriva dal suo completo insieme di strumenti di progettazione basati su regole. Puoi facilmente impostare importanti distanze di sicurezza ed elettriche come regole di progettazione in Altium Designer, e il motore di progettazione interno controllerà il layout del tuo PCB per l'alimentatore rispetto a questi standard mentre la tua scheda viene creata. Nessun'altra applicazione di progettazione PCB ti aiuta a costruire secondo gli standard di sicurezza e affidabilità richiesti nelle schede di circuito odierne per alimentatori, regolatori e convertitori di potenza.

Power supply PCB design in Altium Designer

Altium Designer include tutto il necessario per garantire la sicurezza e la conformità agli standard di settore.

Altium Designer ti dà accesso a una suite completa di strumenti di progettazione PCB che ti aiutano a creare progetti di alimentazione altamente efficienti e sicuri. Dimentica l'uso di più programmi per la progettazione, il layout e la simulazione, usa il miglior set di strumenti di progettazione PCB del settore in una potente applicazione.

Altium Designer su Altium 365 offre un livello di integrazione senza precedenti nell'industria elettronica, finora relegato al mondo dello sviluppo software, consentendo ai progettisti di lavorare da casa e raggiungere livelli di efficienza senza precedenti.

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Sull'Autore

Sull'Autore

Zachariah Peterson ha una vasta esperienza tecnica nel mondo accademico e industriale. Prima di lavorare nel settore dei PCB, ha insegnato alla Portland State University. Ha condotto la sua Fisica M.S. ricerche sui sensori di gas chemisorptivi e il suo dottorato di ricerca in fisica applicata, ricerca sulla teoria e stabilità del laser casuale. Il suo background nella ricerca scientifica abbraccia temi quali laser a nanoparticelle, dispositivi semiconduttori elettronici e optoelettronici, sistemi ambientali e analisi finanziaria. Il suo lavoro è stato pubblicato in diverse riviste specializzate e atti di conferenze e ha scritto centinaia di blog tecnici sulla progettazione di PCB per numerose aziende. Zachariah lavora con altre società del settore PCB fornendo servizi di progettazione e ricerca. È membro della IEEE Photonics Society e dell'American Physical Society.

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