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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

簡単、効果的、最新： Altium Designerは、世界中の設計者に支持されている回路・基板設計ソフトウェアです。 Altium DesignerがどのようにPCB設計業界に革命をもたらし、設計者がアイデアから実際の製品を作り上げているか、リソースで詳細をご覧ください。

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IRB_Part_I 理想的な整流ブリッジ 1 min Blog シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア はじめに 過去数十年にわたり、エネルギー効率の向上は電子設計、特にバッテリー駆動デバイスや電源供給装置の分野で重要な課題となっています。一般的に用いられている伝統的な電圧整流方法や逆極性保護は、大きな電力損失を伴うため、理想的とは言えず、熱要求を増加させ、設計上の制約を課しています。 この記事では、この問題に対する革新的なアプローチ、すなわちMOSFETを整流ダイオードの代わりとして使用する方法に焦点を当てます。理想的なダイオードとして使用されるこれらのトランジスタは、電力損失を大幅に削減し、複雑で高価な冷却システムの必要性をなくします。第一部では、システムを逆極性から保護するための入力回路でダイオードの代わりにMOSFETを使用することに焦点を当てます。第二部では、MOSFET制御技術のさらなる進歩が電源設計をどのように革命化し、さらに高いエネルギー効率と小さな寸法を持つシステムにつながるかを分析します。 逆極性保護への古典的なアプローチ モバイルバッテリー駆動デバイスの開発が始まって以来、設計者にとっての課題の一つは、効果的な逆極性保護を確保しつつ、電力損失を最小限に抑えることでした。逆極性保護の古典的なアプローチは、図1に示されているように、電源と直列に整流ダイオードを使用することです。これらのダイオードは、電源回路に配置され、電流が一方向にのみ流れるようにし、逆極性によるデバイスの損傷を防ぎます。最適化への第一歩として、整流ダイオードをショットキーダイオードに置き換えることで、約50%の効率向上が図られ、電圧降下が0.6-0.7Vから約0.3-0.4Vに減少しました。これは一般的に使用される方法ですが、電圧降下や電力損失といった欠点があります。低電流時に250-300mVの電圧降下を持つバッテリー用途の特殊ダイオードが開発されたにもかかわらず、古典的な解決策は依然として最適とは言えません。 図1: 古典的な逆極性保護 図1に示されたアプローチは、エネルギー効率の良い電池駆動デバイスにおいて長い間受け入れられてきました。その際、電力損失はある程度「コストに組み込まれた」とされていました。しかし、この解決策は、より多くの電力を必要とするデバイスには全く適していませんでした。そのようなデバイスの例には、CB無線、カーオーディオシステム、マルチメディアシステムなど、自己設置を目的としたさまざまな自動車用機器が含まれます。これらの場合、図2に示すように、駆動される受信機と並列に入力ダイオードを使用することが一般的でした。残念ながら、この構成では、誤った極性の場合に回路損傷を100%防ぐことはできませんでした。 図2: 高電流デバイスで使用される逆極性保護 逆極性保護にMOSFETトランジスタを使用する MOSFETトランジスタの普及と入手可能性により、図3に示すようなダイオード構成で使用されるMOSFETを用いた効果的な解決策が現れました。 図3: 逆極性保護としてのMOSFET: A) PチャネルMOSFETを使用する場合 B) NチャネルMOSFETを使用する場合 理想的なダイオード構成は、トランジスタのRDS(ON)値と負荷電流によって決定される低い電圧降下を提供します。例えば、電流が1AでRDS(ON)=10 mΩの場合、トランジスタを通過する電圧降下はわずか10 記事を読む
WCA_Article 回路設計をマスターしよう：最悪ケース分析に深く潜る 1 min Blog シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア 回路を設計する際には、実験室の机の上という制御された環境を超えた様々な条件下での信頼性の高い性能を確保することが不可欠です。これには、コンポーネントの許容差や温度変動を考慮することが含まれます。航空宇宙や軍事などの安全が重要なアプリケーションでは、コンポーネントの経年劣化や放射線への曝露などの追加的な要因も考慮する必要があります。適切なテストを設定することは難しいかもしれませんが、徹底的な分析によって設計の堅牢性を効果的に検証することができます。 この記事では、差動アンプの分析を通じて、エラーの原因を理解し、異なる条件下での信頼性の高い性能を確保する方法を案内します。 小電流を測定するための差動アンプ回路 この例では、シャント抵抗を通る小電流を測定するために設計された差動アンプの構成を検討します。選択したオペアンプはADA4084で、レール・ツー・レール出力と低オフセット電圧を特徴としています。まず、回路の正しい機能を検証しましょう。 図1: 小電流を測定するための差動アンプ構成 回路を検証するために、 DCスイープシミュレーションを実施します。出力表現は、出力電圧を増幅率（201）とシャント抵抗値（0.2Ω）で割ることによって電流を計算します。 図2: パラメータを用いたDCスイープシミュレーションの結果 カーソルAが示すように、私たちの回路はほぼ完璧に動作します。例えば、実際の負荷が30.005mAの場合、計算された電流は29.810mAとなります。しかし、実際の世界はしばしば異なります。 次に、抵抗の許容誤差やADA4084データシートからの特定のパラメータなど、さまざまなパラメータを含めます。考慮すべき最も重要なパラメータは、入力オフセット電圧、入力オフセット電流、および入力バイアス電流です。 図3：シミュレーションに含める重要なパラメータとその値 図4：入力オフセット電流、入力オフセット電圧、および入力バイアス電流を含む回路 感度分析 感度分析は、どのパラメータの偏差が出力に最も大きく影響するかを決定することを可能にします。抵抗は1%の許容誤差（感度ウィンドウ内で10m）に設定され、他のパラメータはその影響を評価するために100%に設定されました。 図5：感度シミュレーションの設定 図6：感度分析の結果。相対偏差の列は、パラメータが変化すると出力に与える影響を示しています 予想通り、抵抗の許容誤差が最も重要な役割を果たし、入力電流（バイアスおよびオフセット）は無視できます。この特定のケースでは、簡単のため、これらのパラメータは後で無視されます。 最悪の場合の分析（WCA） 記事を読む
EMI Series Part IV PCB設計におけるEMI制御の習得：低EMIのためのPCB設計方法 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCB設計におけるEMI制御をマスターするシリーズの第4回目へようこそ。 PCB設計におけるEMI制御のマスタリング。この回では、効果的なPCB設計に不可欠な電磁干渉（EMI）の管理に関する高度な側面を探ります。 プリント基板（PCB）を設計する際の主な課題は、設計が放射された排出と導かれた排出の両方のテストに合格できるようにすることです。これは、規制基準を満たし、意図した環境でPCBが適切に機能し、他のデバイスやシステムへの干渉を引き起こさないようにするために重要です。 同様に重要なのは、外部および内部の排出に対する免疫を達成することで、最終製品の信頼性と性能を確保することです。 図1 - Altium Designer®でのPCB設計の例 電磁干渉（EMI）の設計では、排出は主に回路内の電流の変化によって引き起こされることを理解することが重要です。これは、内部の電流変化により、すべての回路が必然的にある程度の電磁放射を発することを意味します。設計者にとっての主な課題は、この放射の程度を管理し制御することです。 より良い電磁両立性（EMC）を達成するためには、これらの電磁放射を効果的に含有し最小限に抑えるプリント基板を設計することに焦点を当てる必要があります。 これには、2つの主要なタイプの放射を対処することが含まれます： 差動モード電流による放射； 共通モード電流による放射。 図2 - 回路内の差動モード電流と共通モード電流（共通モード電流の戻り経路は示されていません）。参照：Dario Fresu これらの電流を理解する最も簡単な方法は、差動モード電流を異なる経路を通って「反対方向」に流れるものと考えることであり、共通モード電流は回路の経路に沿って同じ「共通」の方向に流れます。 差動モード電流からの放射を最小限に抑える方法 差動モード電流は、回路の正常な動作に不可欠です。これらの電流は、集積回路（IC）とコンポーネントの間を流れ、PCB内の回路の設計の一部です。 記事を読む
OEMおよびハーネスメーカー OEMおよびハーネスメーカー：成功のためのより強固なパートナーシップの構築 1 min Blog PCB設計者 製造技術者 PCB設計者 PCB設計者 製造技術者 製造技術者 OEMおよびハーネスメーカーがどのように協力して、自動車から重機まであらゆるものをシームレスな効率で動力を供給する信頼性の高い製品を作り出しているかを発見してください。 記事を読む
制御デスクの配線システムをチェックする 今日、ケーブルハーネス設計で時間を節約し、エラーを防ぎましょう 1 min Blog 電気技術者 機械エンジニア 技術マネージャー +1 電気技術者 電気技術者 機械エンジニア 機械エンジニア 技術マネージャー 技術マネージャー 製造技術者 製造技術者 正しいツールと戦略でケーブルハーネス設計を効率化しましょう。時間を節約し、エラーを減らし、現代の電子システムで信頼性の高い生産を確保します。 記事を読む
Customer Success Stories SkyShips Watch how Altium made designing the world’s most luxurious automotive infotainment systems a celebration of co-creation.
複雑なPCBシステムのためのモデルベースハーネス設計 複雑なPCBシステムのためのモデルベースハーネス設計の効率化 1 min Blog 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト 電気技術者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト 複数のボードが相互作用し、ハーネス要件が複雑で、コラボレーションがスムーズである必要がある場合、複雑なPCBシステムの設計は困難です。エンジニアは、ワークフロー内でボトルネックを生み出すさまざまなツールやプロセスを頻繁に扱います。 Altium Designerと Altium 365を組み合わせることで、この状況を根本から変え、PCB、マルチボード、ハーネス設計を一つの流暢なソリューションに統合します。このブログでは、この統合がモデルベースのハーネス設計をより簡単にし、エンジニアが複雑なシステムにどのようにアプローチするかを変える方法について説明します。 なぜモデルベースのハーネス設計が重要なのか？ ハーネス設計は、PCBの機能性と信頼性にとって重要であり、その複雑さと相互接続性が増しています。適切に設計されたハーネスは、正確な接続性を意味し、製造と組み立て中に発生する高価なミスを防ぎます。ただし、ハーネス設計がPCBレイアウトやマルチボードシステムなどの他の要因とどのように相互作用するかを管理することが課題です。これらのプロセスが異なるツールによってサポートされていない場合にはなおさらです。 モデルベースのハーネス設計とは何か？ モデルベース設計は、スキーマティックから物理的レイアウトに至るまで、完全にデジタルの意味で、 ワイヤーハーネスシステムを作成することです。これには、有効な接続性の保証など、他の利点があり、モデルから直接生成されたすべての文書と絶対的な正確性の完全性による接続の検証が含まれます。逆に、多くの人がまだ採用している従来のアプローチは、ハーネスの特定のエンティティを設計する最初のステップとして、異なるツールを使用して手作業で多くの作成を行うことを含む場合があります。モデルベースのハーネス設計では、このプロセスは、全体的なシステム内のハーネスの要素とすべての情報をリンクします。 主な利点には次のものがあります： 精度の向上： 自動エラーチェックにより、すべての接続がシステム要件を満たしていることが保証されます。 開発の高速化： 論理設計と物理設計の相互リンクにより、システム全体にわたる更新のスムーズな伝播が可能になります。 製造の複雑さの軽減： 詳細で自動生成された文書により、生産フェーズのエラーが減少します。 従来の設計アプローチの問題点 従来のPCB、マルチボードシステム、およびハーネスの設計ワークフローは、別々のツールを使用しており、プロセスが切断され、 エラーが発生しやすい状態になっています。エンジニアはしばしばソフトウェア間で切り替え、手動で設計を更新し、コラボレーションを管理します。 記事を読む