I migliori strumenti di progettazione di circuiti di alimentazione con simulazione

Dai blocchi di alimentazione da banco ai circuiti regolatori di potenza su schede integrate, i progettisti spesso hanno bisogno di creare un design personalizzato del circuito di alimentazione e del suo layout. Questi circuiti sembrano semplici da progettare, ma per creare un design del circuito di alimentazione stabile e di alta qualità è necessario utilizzare gli strumenti di simulazione e verifica basati su SPICE in Altium Designer.

Altium Designer ti offre molto più che strumenti di progettazione e simulazione di circuiti; puoi facilmente creare il layout della tua PCB e preparare la tua scheda per la produzione in Altium Designer. Continua a leggere per vedere come il nostro software di progettazione di circuiti ti aiuta a creare il miglior design e layout del circuito di alimentazione.

ALTIUM DESIGNER

Un pacchetto unificato di progettazione PCB che integra funzionalità di progettazione di circuiti con un potente editor PCB e funzionalità di simulazione.

È facile progettare un semplice regolatore di tensione, ma le alimentazioni di grado produttivo vanno ben oltre i regolatori lineari. Il design del circuito di alimentazione per la tua PCB può diventare molto complesso, e sono necessari strumenti multipli per creare i tuoi schemi, layout PCB, simulazioni e file di produzione. Dopo aver determinato la migliore topologia di regolazione e conversione di potenza per il tuo sistema, dovrai implementare i tuoi circuiti negli schemi e verificare il tuo design.

Quando si ha accesso a un pacchetto di progettazione integrato, è possibile progettare gli schemi dell'alimentatore, creare un layout PCB di alta qualità ed eseguire simulazioni di circuito in un unico programma. Continua a leggere per vedere come il miglior set di funzionalità di simulazione e progettazione di circuiti può aiutarti a creare e simulare la tua strategia di conversione e regolazione dell'energia.

Scegli un Regolatore e una Strategia di Conversione dell'Energia

La progettazione del circuito dell'alimentatore richiede di considerare l'intero sistema a blocchi, partendo da un circuito convertitore da AC a DC, e passando a stadi di condizionamento dell'energia e convertitori di potenza. Alcune topologie di regolatori di tensione o corrente possono fornire molteplici funzioni durante il processo di conversione dell'energia. Tuttavia, questi regolatori possono essere molto complessi e devono essere validati con simulazioni prima di procedere alla produzione.

La figura sottostante mostra un esempio di diagramma a blocchi che include tutte le parti critiche di un alimentatore. Questo tipo di sistema è destinato a fornire una conversione dell'energia ad alta efficienza con un regolatore a commutazione. Potrebbe ricevere energia dalla rete e convertire l'AC in DC con un raddrizzatore a ponte. L'uscita del raddrizzatore sarebbe poi passata a un circuito PFC, che livellerebbe i picchi di corrente da un convertitore a commutazione. L'ingresso e l'uscita sarebbero poi filtrati per rimuovere l'EMI condotto e garantire che l'energia stabile sia passata alle sezioni del regolatore.

Stadi di progettazione del circuito dell'alimentatore e diagramma a blocchi del convertitore.

La sezione del regolatore deve quindi essere progettata con la topologia appropriata. La topologia di regolatore più comune è un regolatore a commutazione, che fornisce un'alimentazione SMPS. Queste alimentazioni possono essere progettate per fornire una tensione di uscita molto stabile e una regolazione ad alta efficienza. Hanno anche molte topologie ben note per la conversione DC-DC.

Crea Qualsiasi Topologia di Regolatore Con i Migliori Strumenti di Progettazione Schematica

Creare la topologia del regolatore di cui hai bisogno per garantire una conversione di potenza ad alta efficienza richiede il miglior set di strumenti di progettazione schematica. Avrai anche bisogno di accedere a un set completo di componenti per PCB che includano modelli CAD da utilizzare nel tuo layout di PCB. Quando sei pronto per iniziare la progettazione del circuito di alimentazione e trovare i componenti di cui hai bisogno, usa il set completo di strumenti di progettazione PCB in Altium Designer.

• La progettazione di alimentatori ad alta tensione/corrente richiede spesso di posizionare un circuito PFC dopo il tuo circuito convertitore da AC a DC per livellare i picchi di corrente in ingresso.

  Scopri di più sulla progettazione e analisi dei circuiti PFC.

• Quando progetti il tuo circuito regolatore di commutazione, assicurati di scegliere la giusta frequenza per il tuo segnale PWM poiché questo influenzerà l'efficienza e l'ondulazione sulla tensione e corrente in uscita.

  Scopri di più sulla selezione della migliore frequenza per il tuo regolatore di commutazione.

• Il tuo alimentatore potrebbe aver bisogno di essere isolato con un trasformatore per garantire la sicurezza dell'utente.

  Scopri di più sugli alimentatori isolati vs non isolati.

Crea ogni sezione del tuo progetto di circuito di alimentazione con gli strumenti di schemi gerarchici multicanale in Altium Designer.

Simulazione Integrata per il Progetto del Circuito di Alimentazione

A causa delle preoccupazioni di sicurezza e operatività intorno a molti alimentatori e circuiti regolatori, c'è la necessità di simulare ogni sezione di un alimentatore per assicurarsi che fornisca il comportamento elettrico desiderato. Simulare un alimentatore richiede una simulazione SPICE che prende i dati dei componenti e i modelli di sottocircuito direttamente dai tuoi schemi. Questo tipo di simulazione risolve quindi le Leggi di Kirchhoff e la Legge di Ohm per garantire che il tuo progetto di circuito funzioni come previsto.

I simulatori SPICE ti permettono di eseguire alcune simulazioni critiche come parte del progetto del circuito di alimentazione:

• Analisi transitoria per vedere la tensione, la corrente e la potenza in uscita nel dominio temporale
• Analisi del rumore per esaminare come il rumore in ingresso si trasforma in rumore in uscita
• Analisi AC con variazioni di frequenza in ogni sezione dell'alimentatore
• Variazioni dei parametri per iterare attraverso più valori di circuito e ottimizzare il progetto

L'analisi transitoria sarà utilizzata più frequentemente poiché questo tipo di simulazione mostra come l'alimentatore si avvia e raggiunge il suo stato operativo nel dominio temporale. Potrai quindi determinare quali parti del sistema necessitano di modifiche e potrai iterare attraverso valori di prova per gli elementi del tuo circuito con scansioni dei parametri. Questi compiti non richiedono un pacchetto di simulazione avanzato, puoi eseguire queste simulazioni e molte altre nel miglior software di progettazione PCB del settore.

Usa Altium Designer per le Simulazioni SPICE

Il motore di simulazione SPICE in Altium Designer è accessibile all'interno dell'editor schematico e prenderà i dati direttamente dalle tue librerie di componenti e modelli. Queste simulazioni sono facili da impostare ed eseguire, e i dati possono essere salvati per l'uso in un programma di analisi esterno come MATLAB. Gli strumenti di scansione dei parametri sono ideali per ottimizzare il design del circuito dell'alimentatore, e questi strumenti produrranno risultati multipli che possono essere confrontati su un unico grafico.

• I circuiti di filtro sono elementi basilari, ma sono molto importanti per il design dell'alimentatore poiché garantiranno che il tuo sistema possa rimanere immune al rumore in ingresso.

  Scopri di più sul controllo EMI/EMC con il filtraggio dell'alimentazione.

• Presta attenzione a qualsiasi rumore generato o ricevuto nel tuo circuito regolatore per assicurarti che non sia eccessivo nell'uscita dell'alimentatore.

  Scopri di più sull'analisi del margine di rumore nel tuo alimentatore.

• La progettazione del circuito dell'alimentatore richiede la simulazione SPICE per garantire che la potenza in uscita sia stabile e raggiunga il valore desiderato.

  Scopri di più sull'esecuzione di simulazioni SPICE con circuiti di alimentazione in Altium Designer.

Il simulatore SPICE in Altium Designer ti aiuta a verificare il design del tuo circuito di alimentazione e ottimizzarne la potenza in uscita.

Crea un Layout PCB per il Tuo Design dell'Alimentatore

Una volta creato il design del circuito dell'alimentatore, è il momento di catturare i tuoi schemi come un layout di circuito stampato vuoto. Puoi quindi iniziare ad organizzare i componenti, tracciare le piste, progettare i piani di potenza, selezionare i piani di massa, e molto altro. Il layout del PCB determinerà le misure di gestione termica che dovrai considerare per mantenere bassa la temperatura della scheda di circuito, e dovrai procurarti componenti reali per tutte le parti nel tuo design.

Altium Designer è molto più di un semplice software per la progettazione e la simulazione di circuiti; è l'applicazione di progettazione PCB più potente del settore per lo sviluppo di prodotti. I progettisti di alimentatori avranno accesso a un set completo di strumenti di progettazione PCB per schemi, layout fisico, simulazione e produzione di PCB, tutto in un unico programma. Tutto ciò che è necessario per produrre un alimentatore di alta qualità è incluso nell'ambiente di progettazione basato su regole di Altium Designer.

La maggior parte dei programmi di progettazione ti costringe a utilizzare editor di schemi separati, router e simulatori per produrre un singolo prodotto. Questo comporta un flusso di lavoro inefficiente e ti costringe persino a utilizzare strumenti di progettazione di terze parti per completare un nuovo progetto. Invece di lavorare in questo tipo di ambiente frammentato, hai bisogno di creare la tua prossima scheda di circuito SMPS in un pacchetto di progettazione unificato.

Quando lavori con un software di progettazione unificato, avrai accesso a tutto ciò che ti serve per creare un nuovo prodotto in una singola applicazione. Questo è il tipo di ambiente che troverai in Altium Designer. Tutto ciò di cui hai bisogno si trova in una singola applicazione, permettendoti di passare dal concetto al prodotto con facilità.

Completa il tuo progetto di alimentazione con gli strumenti di layout PCB in Altium Designer

Il principale vantaggio di Altium Designer rispetto ad altre piattaforme di progettazione PCB deriva dalla sua interfaccia di progettazione integrata, dove tutto ciò di cui hai bisogno per la progettazione e il layout del circuito di alimentazione è incluso in un unico programma. Invece di distribuire tutto in programmi separati, Altium Designer include un set completo di funzionalità di cui hai bisogno per completare il layout del tuo PCB e prepararlo per la produzione. Nessun'altra applicazione di progettazione PCB rende così semplice portare un nuovo prodotto sul mercato con un unico programma.

• Progettare i tuoi circuiti di alimentazione, posizionare i componenti e tracciare le piste sono compiti facili in Altium Designer. L'ambiente di progettazione basato su regole in Altium Designer controlla istantaneamente il tuo layout rispetto alle regole di progettazione mentre crei la tua scheda elettronica.

  Scopri di più sull'ambiente di progettazione integrato in Altium Designer.

• Gli strumenti potenti di routing e layout in Altium Designer sono fondamentali per la tua produttività e ti aiuteranno a rimanere entro i tuoi requisiti meccanici.

  Scopri di più sulle funzionalità di routing in Altium Designer.

• Una volta che hai creato il tuo progetto di circuito di alimentazione ed eseguito le simulazioni di circuito, puoi condividere il tuo progetto e i dati di simulazione con il tuo team tramite Altium 365.

  Scopri di più sulla condivisione dei dati del tuo progetto PCB con Altium 365.

Il set completo di funzionalità per la progettazione di alimentatori PCB in Altium Designer.

Non dovresti dover utilizzare programmi separati per la disposizione dei PCB, la simulazione e la progettazione dei circuiti per costruire il tuo prossimo alimentatore. Puoi creare progetti di circuiti per alimentatori con qualsiasi topologia utilizzando il miglior software di progettazione di circuiti e gli strumenti di layout in Altium Designer. Nessun'altra applicazione ti offre lo stesso livello di supporto o produttività di Altium Designer.

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

Abbiamo appena iniziato a scoprire cosa è possibile fare con Altium Designer su Altium 365. Puoi consultare la pagina del prodotto per una descrizione delle funzionalità più approfondita o uno dei Webinar On-Demand.