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シミュレーションと解析

シミュレーションと解析は、回路図ではプリレイアウト、完成した物理設計ではポストレイアウトで実行できます。Altium Designer には、SPICEシミュレータ、反射やクロストークのシミュレータ、サードパーティのフィールドソルバとの統合など、両方の領域で成功するためのリソースが含まれています。シミュレーションツールの使用や設計における電気的挙動の解析については、ライブラリのリソースをご覧ください。

PCBシミュレーション PCB Design and Simulation Workflows Altium DesignerのSPICEシミュレーション xSignals in Altium PDN Analyzer for DC Power Integrity
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プリント回路設計のための熱シミュレーションおよび解析ソフトウェア TRANSLATE:

設計ワークフローでのPCB熱シミュレーションおよび解析ソフトウェアの使用 1 min Blog Altium Designer と Altium 365 で、PCB の熱解析ワークフローを効率化しましょう。 記事を読む
回路基板の熱解析の完全ガイド PCB熱解析の完全ガイド 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 シミュレーションエンジニア PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 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 回路基板が動作中にどのように熱くなるかは、主にPCB基板と銅伝導体の物理的特性で決まります。回路基板の熱解析方法は、動作中に基板がいつどこで熱くなるか、また基板がどれだけ熱くなるかを予測することを目的としています。この重要な解析の部分は、コンポーネントレベルと基板レベルの信頼性を確保することを目的としており、設計に関する多くの決定に影響することがあります。 最適なプリント基板設計ソフトウェアを使用すれば、信頼性が高く、動作時に温度が低い基板を簡単に設計できます。Altium Designerには、信頼性を確保する材料ライブラリを備えた最高の回路基板設計ツールがあり、PCBレイアウトとスタックアップで熱管理のベストプラクティスを実施するために必要なものがすべて揃っています。ここでは、回路基板の熱解析について理解を深め、次に基盤を設計する際に高い信頼性を備えた基板にする方法を説明します。 Altium Designer 高度なレイアウト機能、包括的な基板材料ライブラリ、生産計画機能を統合する統合PCB設計パッケージ。 回路基板とコンポーネントの材質によって、動作中に基板内で熱がどのように移動するかが決まります。残念ながら、PCB基板の材料は絶縁体であり、高温のコンポーネントからの熱の放散を妨げます。銅伝導体とプレーン層は役に立ちますが、動作中の基板の平衡温度に影響を与える設計上のシンプルな選択肢がいくつかあります。これらの設計面での決定は、次の3つの領域に焦点を当てています。 回路基板のスタックアップ設計 基板材料の選択 コンポーネントの選択とレイアウト 電動ファンやヒートシンクなどのほか、いくつかのシンプルな設計の選択肢によって、基板を低温で動作させ、早期故障を防ぐことができます。適切な設計ツールのセットを使用すると、熱管理のベストプラクティスを簡単に実装できます。 熱解析を使用して回路基板を設計する 回路基板設計の熱解析の目標は、温度を制限内に保つためにファン、ヒートシンク、追加の銅箔、またはサーマルビアなどの冷却手段が必要となるタイミングを判断することです。設計者は、基板内のコンポーネントの最大許容温度を選択し、コンポーネントが消費する電力に基づいてコンポーネントの温度がどのように変化するかを調べる必要があります。コンポーネントの温度が許容温度制限を超える場合は、ヒートシンクやファンなどの追加の冷却手段が必要になる場合があります。 まず、集積回路のコンポーネントのデータシートに通常記載されているコンポーネントの熱インピーダンスを確認します。この値は、低電力アンプやICでは最高20℃/Wと低く、強力なマイクロプロセッサーでは最高200℃/Wと高くなることがあります。動作温度を求めるには、コンポーネントの消費電力に熱インピーダンスを掛けます。SOTパッケージ内のMOSFETの例では、これは次のように定義されます。 熱インピーダンスで定義されるコンポーネントの温度。 コンポーネントの温度が高すぎる場合、PCBレイアウト内のコンポーネントの熱インピーダンスを下げるため、コンポーネントから熱を放散するために実行できる手順がいくつかあります。 接地されたポリゴンを使用してサーマルビアをコンポーネントの下に追加する 熱伝導率の高いPCB基板材料を使用する コンポーネントに放熱板を追加する プレーン層など、コンポーネントの下にさらに多くの銅箔を含める 記事を読む
PCB設計に最適なキャパシタ回路シミュレータ PCB設計に最適なキャパシタ回路シミュレータ 1 min Blog 電気技術者 電気技術者 電気技術者 コンデンサは、集積回路やPCB設計において基本的な要素であり、少なくとも1つのコンデンサを含まない回路を思い浮かべるのは難しいです。コンデンサの振る舞いと回路内の他のコンポーネントとの相互作用は、設計が意図した通りに動作することを確認するために一般的にシミュレーションする必要があります。 コンデンサは、回路内での使用に応じてフィルタリング、ブロッキング、電力安定性の振る舞いを提供でき、コンデンサ回路シミュレータは設計の安全性と有効性を検証するのに役立ちます。 最高の回路設計ソフトウェアには、コンデンサRC回路やその他の一般的な回路に対して過渡解析を実行できるSPICEパッケージが含まれています。Altium Designerは、これらの回路シミュレーションツールをはじめ、多くの機能を単一のアプリケーションで提供し、コンデンサ回路のシミュレーションを作成して実行することを容易にします。 回路設計を検証したら、業界最高のECADツールで高品質のPCBレイアウトを作成するために必要なすべてが揃っています。 ALTIUM DESIGNER 強力なSPICEシミュレーションエンジンとプロフェッショナルな設計者向けの完全なCADツールセットを備えた統合PCB設計アプリケーション。 PCB設計において、広範な振る舞いを説明するために使用できる3つの基本的な線形回路要素があります。それらは、抵抗器、コンデンサ、およびインダクタです。これらの回路要素は、電子デバイスで様々な有用な機能を生み出すために創造的な方法で組み合わせることができますが、設計が設計者の意図する通りに動作することを保証するためには、シミュレーションツールが必要です。特にRC回路のようなコンデンサ回路は、電子設計において広範な振る舞いを説明するために基本的であり、広く使用されています。 コンデンサ回路設計を作成したら、設計が意図した通りに機能することを確認するために、コンデンサ回路シミュレータが必要になります。これらのシミュレーションプログラムはSPICEエンジンに基づいており、設計者が物理的なPCBレイアウトを作成する前に回路シミュレーションを実行することを可能にします。 適切な電子設計ソフトウェアを使用すれば、コンデンサ回路シミュレーションで迅速に計算できるいくつかの重要な指標があります。 コンデンサ回路シミュレーション方法 SPICEに基づく回路シミュレーションプログラムは、反復アルゴリズムを使用して微分方程式を解くことによって動作します。これらは周波数領域または時間領域で実行されることができ、最高の回路設計ツールは追加の分析を実行して回路を理解するのに役立ちます。コンデンサシミュレーションでは、計算されるべきいくつかの特定の点があります： 過渡解析によるRC時定数の決定 フィルタリング動作を理解するための伝達関数解析 高速/高周波回路での整合を保証するためのインピーダンス計算 Altium DesignerのようなPCB設計アプリケーションは、設計者がコンデンサシミュレーションを含むあらゆる種類の回路シミュレーションを実行できるように、回路設計ツールの完全なセットをスキーマティックエディターに含んでいます。電圧源や電流源を使ってコンデンサ回路を中心に大きなシステムを構築するのは簡単で、Altium Designerの直感的なインターフェースを使用して、電流やインピーダンスなどの重要な電気的値を計算できます。 コンデンサ回路シミュレーションの目的 記事を読む
最高の電源回路設計ツールとシミュレーション 最高のシミュレーション付き電源回路設計ツール 1 min Blog ベンチトップ電源から組み込みボード上の電力レギュレータ回路に至るまで、設計者はしばしばカスタム電源回路設計とレイアウトを作成する必要があります。これらの回路は設計が単純に聞こえますが、安定した高品質の電源回路設計を作成するには、Altium DesignerのSPICEベースのシミュレーションおよび検証ツールが必要です。 Altium Designerは、回路設計と回路シミュレーションツール以上のものを提供します。Altium Designerで簡単にPCBレイアウトを作成し、ボードを製造のために準備することができます。最高の電源回路設計とレイアウトを作成する方法を見るために読み続けてください。 私たちの回路設計ソフトウェアは、最高の電源回路設計とレイアウトを作成するのにどのように役立つかを示します。 ALTIUM DESIGNER 回路設計機能と強力なPCBエディタ、シミュレーション機能を統合した統一されたPCB設計パッケージです。 単純な電圧レギュレータを設計するのは簡単ですが、製品グレードの電源はリニアレギュレータをはるかに超えます。PCBのための電源回路設計は非常に複雑になり得ますし、回路図、PCBレイアウト、シミュレーション、製造ファイルを作成するためには複数のツールが必要です。システムに最適なレギュレーションと電力変換トポロジを決定した後、回路図に回路を実装し、設計を検証する必要があります。 統合設計パッケージにアクセスできる場合、電源供給回路の回路図を設計し、高品質のPCBレイアウトを作成し、単一のプログラムで回路シミュレーションを実行することができます。電源変換および調整戦略を作成およびシミュレートするのに役立つ、最高の回路シミュレーションおよび設計機能セットを見てみましょう。 レギュレータと電源変換戦略を選択する 電源回路設計では、ACからDCへのコンバータ回路から始まり、電力調整および電力変換ステージに至るまで、システム全体をブロックとして考慮する必要があります。一部の電圧または電流レギュレータトポロジーは、電源変換プロセス全体で複数の機能を提供できます。しかし、これらのレギュレータは非常に複雑であり、製造に進む前にシミュレーションで検証する必要があります。 以下の図は、電源のすべての重要な部分を含むブロック図の例を示しています。このタイプのシステムは、スイッチングレギュレータを使用して高効率の電力変換を提供することを目的としています。壁の電力を受け取り、ブリッジ整流器でACをDCに変換することができます。整流器の出力は、スイッチングコンバータからの電流スパイクを平滑化するPFC回路に渡されます。入力および出力は、導電性EMIを除去し、レギュレータセクションに安定した電力が渡されることを保証するためにフィルタリングされます。 電源回路設計ステージおよびコンバータブロック図。 レギュレータセクションは、適切なトポロジーで設計する必要があります。最も一般的なレギュレータのトポロジーはスイッチングレギュレータで、これによりSMPS電源が提供されます。これらの電源は、非常に安定した出力電圧と高効率の調整を提供するように設計することができます。また、DC-DC変換のための多くのよく知られたトポロジーがあります。 トポロジー 効率 利点 欠点 記事を読む
次のPCBにおけるESD接地要件 次のPCBにおけるESD接地要件 1 min Blog 高電圧機器や電源に囲まれた環境で使用されるPCBは、静電気放電（ESD）のリスクにさらされています。静電気は、リストストラップなしで基板を扱うと、直接基板に放電して、敏感な電子部品を破壊することもあります。これによりPCBに一時的な電圧が誘導され、敏感な部品に損傷を与える可能性があります。極端な場合、例えば雷撃や大規模な電力サージのように、ESDと一時的な電圧は、回路がショートするときと同様に、基板が火を捕らえる原因となることがあります。 ESDに関連する危険性を考えると、多くの業界標準では、敏感な回路を保護するためのESD接地要件を定義しています。適切な設計ソフトウェアを使用すれば、適切なESD接地要件に従って回路を損傷から保護するための対策を実装できます。Altium Designerには、アプリケーションに必要なESD保護のレベルを提供できる接地フロアプランを作成するために必要な重要なツールが含まれています。 ALTIUM DESIGNER® 単一のソフトウェアプラットフォームで最高の回路図設計、部品管理、およびレイアウト機能を備えたPCB設計パッケージ。 雷、地元の電力会社からの電力サージ、家庭内の電気配線のショート；これらすべてはサージプロテクターで保護することができます。あなたはすでに家庭用電子機器で電源タップを使用しているので、それらが提供するサージ保護に慣れているでしょう。サージプロテクターは、電子製品に誘導される電流スパイクを減衰させ、損傷から保護します。あなたの家のブレーカーには、ショートサーキットの場合に自動的に作動するスイッチが含まれており、電気火災から家を保護します。 これらのシステムすべてに誘導される過渡電圧および電流スパイクは、110Vまたは220VのACラインに接続されていないデバイスでも発生する可能性があります。多くの業界標準では、電子製品のPCBに過渡電圧抑制メカニズムを含めることが求められています。ESDによる電力変動および過渡電圧の許容限度は、CBEMAカーブを使用して定義され、このカーブは多くの業界要件の基礎を形成しています。 ESDによる損傷から基板を保護するために実装できるいくつかの方法があります。おそらく、最も効果的な戦略は、適切なESD接地戦略を実装することによってコンポーネントを損傷から保護することです。どの方法を選択しても、これらの保護をPCBレベルで実装するのを容易にする設計ソフトウェアを使用する必要があります。これは、電子機器を保護するためにサージプロテクターや回路遮断器を使用する計画を立てることを超えています。 ショック管理のためのESD接地方法 過渡電圧を抑制し、ESDから敏感な回路を保護するための最も単純でありながら最も効果的な方法は、スパイクの発生時に回路から電力を切断することです。この戦略には、回路遮断器やヒューズを使用できますが、基板の適切な場所にこれらの要素を1つ以上配置することに依存しています。明らかに、これは、ほとんどの設計が持つ数多くの他の要件を考慮すると、すぐに非現実的になります。 ショック管理へのESD接地要件の最適な適用は、外部ソースから直接基板に移動するESDから基板を保護することを含みます。より良いオプションは、静電気からの放電を電気的グラウンドにルーティングする接地戦略を設計することです。これにより、誘導された電圧がコンポーネントに電流を流すのを防ぎます。 接地戦略を持つ基板の設計 グラウンド戦略を実装することは、単にボードにグラウンドプレーンを配置する以上のことを意味します。2点間の静電気が直接グラウンドプレーンにESDを誘導する場合、電流はグラウンドプレーンに接続されている敏感なコンポーネントに直接流れる可能性があります。ボードに誘導される過渡電圧はかなり強力であり、ボードの他の場所に電流を駆動し誘導することがあり、コンポーネントを損傷させる可能性があります。 幸いなことに、グラウンドプレーンと一緒に設置することで、ESDイベントから敏感な電子機器を保護できるいくつかのコンポーネントがあります。重要なコンポーネントには、TVSダイオードとバイパスコンデンサがあります。グラウンドプレーンおよびより大きなグラウンド戦略と適切に組み合わせることで、デバイスのESDグラウンド要件を満たすことができます。 ESDは多くの外部ソースから生じる可能性があり、多くの電子デバイスで重要です。ESDの原因について学ぶことで、ESDイベントに対して回路を保護するための適切な設計を実装するのに役立ちます。 PCBのためのESDおよびいくつかの保護対策についてもっと学びましょう。 ボードのどこかにグラウンドプレーンを配置するだけでは、すべてのESDイベントを抑制するには十分ではありません。 ESD保護のためのPCBグラウンドプレーンの使用についてもっと学びましょう。 ESDが発生すると、回路内の他の場所で電流が誘導されることがあります。これは、寄生インダクタンスによる急速な電流の流れと一時的な電圧信号が原因です。賢い設計選択により、回路がESDに耐えられるようにすることができます。 記事を読む
トランジェント電圧抑制のためのPCB設計 PCBサージ保護：過渡電圧抑制のためのPCB設計 1 min Blog 電源サージによる過渡電圧抑制は、PCB内のコンポーネントに深刻な損害を与える可能性があります。適切なソフトウェアを使用すれば、PCBにESD保護および抑制戦略を実装することができます。 記事を読む
アンプの安定性分析 振動、クリッピング、およびアンプの安定性分析におけるリンギング 1 min Thought Leadership PCB用のアンプ回路を設計する場合は、アンプの安定性分析を使用して、安定振動の限界を理解してください。 記事を読む