Altium Designer를 이용한 AC-DC 컨버터 회로 설계 방법

AC-DC 컨버터 회로는 이름이 의미하는 바를 정확히 수행합니다. 즉, 고조파 AC 입력을 DC 출력으로 변환하는 작업을 수행합니다. 이러한 회로는 높은 수준으로 브레드보드에서 저전력으로 작동하지만 실제 AC-DC 컨버터 회로는 단순한 변압기 및 정류기 회로보다 더 복잡합니다. 회로에 적합한 부품을 찾아 정확한 전력 시뮬레이션을 수행하려면 강력한 회로 설계 툴이 포함된 올바른 PCB 설계 소프트웨어가 필요합니다.

Altium Designer는 전원 공급 장치, 레귤레이터, 컨버터 또는 기타 전원 시스템을 설계하는 데 필요한 설계 유틸리티를 제공합니다. Altium Designer의 가장 큰 특징은 단일 프로그램에서 PCB 설계에 필요한 모든 요소를 포함하는 통합 설계 환경입니다. 이 가이드를 통해 AC-DC 컨버터 회로 및 전력 시스템에 필요한 기타 지원 회로 설계에 대해 자세히 알아보세요.

Altium Designer

회로 설계 기능과 강력한 PCB 편집기 및 SPICE 시뮬레이션 패키지를 결합하는 통합 PCB 설계 패키지

벽면 전원에 연결하는 거의 모든 장치는 벽의 AC 전력을 집적 회로가 사용할 수 있는 DC 전력으로 변환해야 합니다. 이는 많은 제품이 AC-DC 컨버터 회로뿐만 아니라 전력 레귤레이터, PFC 회로, 제어 회로와 같은 고효율 전력 변환을 위한 다른 회로가 필요하다는 것을 의미합니다. 성공을 위해서는 최적의 설계 전략을 선택하고 이러한 다양한 시스템 구성 요소를 결합하여 완성품을 만들어야 합니다.

생산용 전력 시스템은 안전성과 기능성을 고려한 레이아웃을 필요로 하며 시뮬레이션을 통해 설계가 의도대로 작동하는지 검증해야 합니다. 통합 설계 패키지를 통해 전력 컨버터 회로도, 고품질 PCB 레이아웃 및 회로 시뮬레이션을 단일 프로그램에서 생성할 수 있습니다.

AC-DC 컨버터 회로 설계

AC-DC 컨버터 회로는 입력된 AC 전력을 잔류 리플이 있는 불안정한 DC 출력으로 변환하기 위해 정류를 사용합니다. AC-DC 컨버터 회로와 관련된 기본 부품은 다음과 같습니다.

• 변압기: 그리드 전력을 시스템 부하에 유용한 값으로 높이거나 낮춰 줍니다. 변압기 회전율은 다이오드 브리지와 커패시터에 출력되는 전압 및 전류를 결정합니다.
• 다이오드 브리지 정류기: 이 소형 회로는 AC 입력 신호의 절대값을 사용하여 단일 극성의 시변 신호를 생성합니다. 브리지 정류기 회로의 다이오드는 설계 요건으로 순방향 전류 이상으로 작동해야 합니다.
• 커패시터: 대용량 커패시터 필터를 사용하여 정류된 AC 신호를 안정화하고 잔류 리플이 있는 DC 전압을 생성합니다. 유효 직렬 저항이 더 낮은 대용량 커패시터는 높은 충전 용량과 빠른 방전 속도를 보장하는 최적의 부품입니다.

이 부품 목록은 AC-DC 컨버터 회로를 생성하는 데 필요한 최소한의 부품이며 아래에 예시가 제시되어 있습니다. AC-DC 컨버터를 설계하기 위해서는 실제 부품 데이터와 시뮬레이션 모델이 포함된 강력한 회로도 를 사용해야 하며, 작업을 완료하기 위해서는 최고의 설계 소프트웨어가 필요합니다.

실제 부품으로 AC-DC 컨버터 회로를 위한 회로도 생성

AC-DC 컨버터 회로를 설계하려면 통합된 부품 라이브러리를 갖추고 PCB 공급망에 연결되어있는 최고의 회로도 설계 툴을 사용해야 합니다. Altium Designer의 회로도 편집기에는 사용하기 쉽고 부품 모델에서 직접 전력 데이터를 가져오는 강력한 SPICE 시뮬레이션 엔진이 포함되어 있습니다. 단일 프로그램으로 모든 것에 액세스할 수 있어 고품질의 전력 컨버터를 설계할 수 있으며 설계를 빠르고 쉽게 검증할 수 있습니다.

• Altium Designer에는 AC-DC 컨버터 설계를 검증하고 고효율 전력 변환을 보장하는 데 필요한 SPICE 시뮬레이션 기능이 포함되어 있습니다.

  Altium Designer에서 전력 전자 장치를 사용하여 SPICE 시뮬레이션을 실행하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

• 고도로 복잡한 전력 변환 회로를 설계해야 할 때는 체계적인 작업을 수행할 수 있도록 최고의 계층구조 회로도 편집기를 사용합니다.

  계층구조 회로도 설계에 대해 자세히 알아보세요.

• 변압기는 항상 AC-DC 컨버터 입력에 사용되지만 절연 전원 공급 장치를 구축하기 위해 스위칭 레귤레이터 회로와 함께 사용되기도 합니다.

  절연 전원 공급 장치와 비절연 전원 공급 장치에 대해 자세히 알아보세요.

Altium Designer에서 생성된 변압기 및 다이오드 브리지 정류기를 갖춘 기본 AC-DC 컨버터 회로

전력 전자 장치 변환의 고효율화 보장

모든 전력 전자 장치는 높은 전력 변환 효율을 보장하도록 설계되어야 하지만 종종 전파 브리지 정류 회로 이상을 필요로 하는 경우가 많습니다. 특히 레귤레이터 회로에 전원을 공급할 때 저잡음 및 고효율 전력 변환을 보장하려면 추가적인 부품과 회로가 필요합니다. AC-DC 변환은 전력 조절 전략의 일부일 뿐이며, 전력 변환 중 손실과 잡음을 최소화하기 위해서는 전체 시스템을 고려할 필요가 있습니다.

대부분의 시스템에서 가장 효율적인 전력 조정 전략은 특히 벽면 전력에서 끌어오기 위해 AC-DC 컨버터 회로를 설계할 때 스위칭 레귤레이터를 사용하는 것입니다. 전력 변환에 필요한 추가 회로는 다음과 같습니다.

• 전력 컨버터의 출력 전압 조정기 단계에서 끌어온 전류를 평활화하기 위한 역률 보정 회로 또는 PFC 회로
• 시스템의 입력 및 출력 측에서 전도된 EMI를 제거하기 위한 EMI 필터(일반적으로 공통 모드 초크)
• 레귤레이터 파라미터를 조정하고 원하는 레벨에서 안정적인 전력 출력을 보장하기 위한 PWM 구동기 및 피드백 루프
• 저잡음 출력 전류를 제공할 수 있는 표준 토폴로지를 갖춘 스위칭 전력 레귤레이터.

각각의 추가 회로와 AC-DC 컨버터 회로 섹션은 PCB 레이아웃에 캡처되어야 합니다. 회로를 구축하고 시스템의 회로 기판 레이아웃을 생성하기 위해 다른 프로그램을 사용하지 않아도 됩니다. 여러 설계 프로그램을 연결하는 대신 전력 전자 설계에 필요한 모든 것을 포함하는 유일한 프로그램인 Altium Designer를 사용해 보세요.

전력 컨버터 시스템을 위한 최적의 PCB 레이아웃 생성

전력 컨버터 및 전압 조정기 회로도를 빈 회로 기판 레이아웃에서 캡처한 후에 부품 배열 및 트레이스 라우팅을 시작할 수 있습니다. Altium Designer가 제공하는 최고의 PCB 레이아웃 기능으로 이러한 작업을 쉽게 수행할 수 있으며, 작업 툴은 회로 설계 및 시뮬레이션 유틸리티와 동일한 프로그램에서 사용할 수 있습니다. Altium Designer를 사용하여 생산성을 유지하고 최고 품질의 전자 장치를 설계해 보세요.

• AC-DC 컨버터 회로 입력의 EMI 필터는 DC 출력의 노이즈를 줄이는 데 중요한 역할을 합니다.

  전력 컨버터용 EMI 필터 설계 및 시뮬레이션에 대해 자세히 알아보세요.

• AC-DC 컨버터가 스위칭 레귤레이터에 DC 전원을 공급하는 경우 입력 신호의 전류 스파이크를 평활화하기 위해 PFC 회로가 필요할 수 있습니다.

  PFC 회로 설계 및 분석에 대해 자세히 알아보세요.

• 레귤레이터 회로에서 발생하거나 수신되는 노이즈는 증폭되어 출력으로 전파될 가능성이 있습니다. 이러한 현상이 전력 컨버터에서 발생하지 않도록 합니다.

  전원 공급 장치의 노이즈 마진 분석에 대해 자세히 알아보세요.

AC-DC 변환기 회로, 조정기 단계 및 PCB 레이아웃을 Altium Designer로 설계하세요.

AC-DC 컨버터 레이아웃 및 소스 부품 완성

PCB 레이아웃에서 AC-DC 컨버터 회로 및 기타 전원 레귤레이터 회로를 생성한 후에는 부품을 소싱하고 제작 파일 세트로 프로젝트를 마무리해야 할 때입니다. 회로 기판 설계 소프트웨어에는 제조 준비에 도움이 되는 포괄적인 PCB 제작 기능 세트가 포함되어야 합니다. Altium Designer는 이러한 PCB 제작 기능과 기타 제조 툴을 단일 프로그램에 포함하고 있어 PCB 설계 소프트웨어에 가장 적합한 옵션입니다.

전력 컨버터 설계를 현실화 하려면 설계에 필요한 공급망 및 부품 소싱 조사도 필요합니다. 부품 제조업체의 전자 공급망 데이터에 직접 액세스할 수 있으면 시스템을 예산에 맞게 제 시간에 생산할 수 있어 안심할 수 있습니다. Altium Designer는 소싱 툴을 통해 필요한 부품을 찾고 소싱 데이터를 BOM으로 직접 가져올 수 있습니다.

Altium Designer PCB 레이아웃 도구로 전원 공급 장치 설계 완료

다른 PCB 설계 플랫폼에 비교했을 때 Altium Designer의 가장 큰 장점은 단일 프로그램에서 전원 공급 장치 회로 설계 및 레이아웃에 필요한 모든 것을 포함하는 통합 설계 인터페이스입니다. Altium Designer는 업계에서 가장 강력한 제품 개발용 PCB 설계 애플리케이션으로 단순한 회로 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어 이상을 제공합니다. 다른 설계 프로그램에서는 각 PCB 설계 작업에 별도의 응용 프로그램을 사용해야 하는 반면, Altium Designer는 최첨단 기술을 설계하면서 생산성을 높일 수 있도록 지원합니다.

• Altium Designer는 단일 애플리케이션에서 전력 컨버터 회로 및 PCB 레이아웃을 빠르게 설계할 수 있는 유일한 규칙 기반 설계 기능을 제공합니다.

  Altium Designer의 통합 설계 환경에 대해 자세히 알아보세요.

• AC-DC 컨버터 회로는 전원 시스템의 일부에 불과합니다. Altium Designer의 회로 설계 및 시뮬레이션 기능은 전력 전자 장치의 모든 영역을 설계하는 데 도움이 됩니다.

  Altium Designer에서 전압 조절기 프로젝트의 예를 확인하세요.

• Altium 365를 사용하면 Altium Designer 또는 웹을 통해 원격 팀원, 고객 및 제조업체와 프로젝트를 공유하고 협업할 수 있습니다.

  PCB 프로젝트 데이터를 Altium 365와 공유하는 방법을 자세히 알아보세요.

Altium Designer에서 전력 전자 장치, 소스 부품을 설계하고 PCB 레이아웃을 생성하세요.

전력 컨버터를 구축하기 위해 PCB 레이아웃, 시뮬레이션 및 회로 설계를 위한 별도의 프로그램을 사용할 필요가 없습니다. Altium Designer에서 최고의 PCB 설계 및 레이아웃 툴을 사용하여 토폴로지와 전원 컨버터의 유형에 관계없이 이 요소들을 포함하는 전원 공급 회로를 제작할 수 있습니다. Altium Designer로 생산성을 유지하고 최첨단 기술을 개발하세요.

Altium 365의 Altium Designer는 지금까지 소프트웨어 개발 분야로 밀려났던 전자 산업에 이례적인 규모의 통합을 제공하여 설계자가 집에서 일하며 이례적인 수준의 효율성을 달성할 수 있게 합니다.

Altium 365에서 Altium Designer로 할 수 있는 작업은 이보다 훨씬 많습니다. 제품 페이지에서 자세한 기능 설명을 읽어 보거나 On-Demand 웨비나 중 하나를 확인해 보세요.