완벽한 전원 공급 필터 설계 및 시뮬레이션 가이드

전원 공급 장치용 PCB는 고속 네트워킹 장비 및 복잡한 임베디드 시스템 설계만큼 어려울 수 있습니다. 이러한 회로 기판 설계는 특히 전원 공급 장치의 출력에 도달하는 고전압 및 전류를 다룰 때 다양한 동작과 안전 요구 사항을 고려해야 합니다. 전원 공급 장치 PCB에 관련된 안전 표준 외에도, 원하는 전력 출력을 과도한 노이즈, 링잉 및 발열 없이 제공할 수 있도록 구성 요소 선택이 중요합니다.

적절한 CAD 도구와 구성 요소 소싱 기능을 사용하면 전원 공급 설계에 구성 요소를 쉽게 찾아 추가할 수 있습니다. 그런 다음 기본 산업 표준인 ESD, 전류 및 열 관리, 안전 등을 준수하면서 레이아웃을 빠르게 생성할 수 있습니다. 전원 공급 장치 PCB 설계에 대한 중요한 지침과 어떻게 보장할 수 있는지 계속해서 읽어보세요.

ALTIUM DESIGNER^®

전문 전원 공급 장치 설계자를 위한 업계 최고의 전자 설계 및 시뮬레이션 애플리케이션.

필터는 간단한 기능을 가진 매우 중요한 회로입니다: 원하는 전기 신호에서 일부 주파수 내용을 제거합니다. 전원 공급 장치에서 노이즈 제거 및 전력 조절 요소로 사용되는 필터는 일반적으로 DC 전류를 부하에 전달하도록 설계된 저역 통과 필터입니다. 이 필터들은 전원 공급 장치의 입력 또는 출력 라인에서 공통 모드 노이즈를 제거하는 초크일 수도 있습니다. 이러한 필터가 매우 중요하기 때문에, 전력 전자 설계자들은 전원 공급 장치용 필터를 설계, 평가 및 구축하는 데 도움이 되는 시뮬레이션 및 레이아웃 도구가 필요합니다.

필터 회로는 모든 전자 시스템에서 노이즈를 제어하는 데 기본적이지만, 심지어 간단한 필터 회로도 기능성에 대해 평가받아야 합니다. 필터 설계를 위해 전력 시스템 엔지니어가 필요로 하는 기본 도구는 다음과 같습니다:

• 필터 구성 요소를 선택하고 필터 설계를 구축하기 위한 회로 설계 및 스키마틱 생성 유틸리티
• 전기 기능을 평가하기 위한 통합 SPICE 시뮬레이션 패키지
• 빈 회로 기판 레이아웃에 PCB 풋프린트를 가져오기 위한 통합 스키마틱 캡처 기능
• 주요 유통업체의 부품 및 조달 데이터를 찾는 데 도움이 되는 구성 요소 소싱 기능

Altium Designer에서 이 완전한 도구 세트를 사용하면 전원 공급 필터 설계가 훨씬 쉬워지며 단일 애플리케이션만으로도 가능합니다. 낮은 노이즈와 원하는 전력 출력을 보장하기 위해 전원 공급 필터 설계에 대한 이 지침을 따르십시오.

전원 공급 필터 토폴로지 및 설계 전략

필터 설계는 시스템에서 제거해야 할 특정 유형의 노이즈를 고려하여 진행됩니다. 전원 공급 설계는 필터 회로로 제거해야 할 4가지 일반적인 유형의 노이즈를 고려해야 합니다. 이러한 노이즈 소스와 이를 제거하기 위해 사용되는 필터 토폴로지는 아래 이미지에 요약되어 있습니다:

위의 표에서 볼 수 있듯이, 전원 공급 필터링은 일반적으로 차동 모드 노이즈를 제거하기 위한 저역 통과 필터와 공통 모드 노이즈를 제거하기 위한 공통 모드 초크를 포함합니다. 특정한 위상 구성은 일반적으로 LC 회로이지만, 차동 모드 필터는 이득이 있는 피드백 루프가 필요한 경우에는 연산 증폭기를 사용한 활성 필터일 수 있습니다.

전원 공급 필터 설계를 위한 통합 SPICE 시뮬레이션

모든 필터는 원하는 대역폭, 롤오프, 감쇠 및 극수를 제공하는지 확인하기 위해 여러 시뮬레이션을 거쳐야 합니다. 주파수 스윕과 전달 함수는 전원 공급 필터를 평가하는 데 사용되는 주요 도구입니다. 그러나 필터가 DC 전력을 감소시키지 않도록 전력 출력도 검토되어야 하므로 전원 공급 필터는 종종 저항이 없는 LC 회로입니다. 회로 및 스키매틱 디자인 도구에 통합된 SPICE 패키지가 있을 때 전원 공급 필터 위상을 철저히 시뮬레이션할 수 있습니다.

• 필터를 설계할 때, SPICE는 전원 공급 기능성과 전력 출력을 평가하는 데 사용하는 표준 도구가 될 것입니다.

  회로 설계 및 평가를 위한 SPICE 시뮬레이션에 대해 자세히 알아보세요.

• 회로 설계 도구는 모든 전력 조절기 토폴로지를 지원해야 하며, 전력 공급 장치에서 안전 목적으로 격리를 구현하는 데 필요한 표준 구성 요소도 지원해야 합니다.

  표준 격리 전력 공급 장치에 대해 자세히 알아보세요.

• 선택하는 구성 요소는 신뢰성과 안정적인 전기적 동작의 주요 결정 요인이 될 것입니다. SPICE 시뮬레이션은 특정 노이즈 소스와 광대역 EMI를 필터링하는 것을 살펴봐야 합니다.

  Altium Designer에서 EMI 필터 설계 및 시뮬레이션에 대해 자세히 알아보세요.

Altium Designer는 매개변수 스윕 기능이 있는 강력한 SPICE 시뮬레이터를 포함하고 있습니다. 스위칭 조절기에 적합한 인덕터 크기를 결정하는 것과 같은 중요한 설계 작업을 수행할 수 있습니다.

PCB 전력 공급 설계를 위한 구성 요소 찾기

전력 공급 구성 요소는 전기적 기능과 신뢰성을 보장하기 위해 신중하게 선택해야 합니다. 구성 요소 라이브러리를 통해 전자 부품 공급망에 즉시 액세스할 수 있을 때 PCB 설계 소프트웨어에서 전력 공급 구성 요소를 선택할 수 있습니다. Altium Designer는 제조업체 부품 검색 패널을 통해 전자 부품 공급망에 이러한 액세스를 제공합니다. 여기서 제조업체, 부품 번호 또는 사양별로 구성 요소를 검색할 수 있습니다. 그런 다음 이러한 부품을 BOM에 즉시 추가하고 설계에 배치하기 시작할 수 있습니다.

전력 공급 회로를 위한 통합 스키마틱 캡처

외부 시뮬레이션 도구로 디자인 도구를 채우는 것에 의존하지 마십시오. Altium Designer의 SPICE 엔진을 사용하여 규제 회로에서 전력 분배를 시뮬레이션하고, 디자인의 전력 출력에 대한 중요한 과도 분석 결과를 시각화할 수 있습니다. 전원 공급 회로의 전기적 동작을 완전히 평가한 후에는 통합된 회로도 캡처 도구를 사용하여 PCB 레이아웃을 시작할 수 있습니다. Altium Designer만이 외부 디자인 및 시뮬레이션 프로그램 없이 전체 전원 공급 설계 과정을 안내할 수 있습니다.

• 회로도 편집기는 조직을 유지하고 새로운 회로 보드 레이아웃에 디자인을 쉽게 가져올 수 있도록 도와야 합니다.

  PCB 디자인 소프트웨어에서 계층적 회로도의 장점에 대해 자세히 알아보십시오.

• 회로도 캡처를 사용하여 구성 요소를 빈 PCB 레이아웃으로 가져온 후에는 전원 공급 필터 레이아웃이 안전하고 신뢰할 수 있도록 중요한 디자인 표준을 따라야 합니다.

  고전압 디자인에서 IPC-2221 표준에 따른 디자인에 대해 자세히 알아보십시오.

• 전원 공급 장치의 PCB 레이아웃은 DFM 관행을 포함하여 보드가 높은 수율로 제작을 통과할 수 있도록 해야 합니다.

  PCB 제작 과정에 대해 자세히 알아보십시오.

Altium Designer는 안전성 및 업계 표준 준수를 보장하는 데 필요한 모든 것을 포함하고 있습니다.

필요한 모든 전원 공급 장치 필터 설계 도구

Altium Designer는 전원 공급 장치, 임베디드 시스템, RF 제품, 모바일 장치, 고속 컴퓨터 시스템 등을 위한 업계 최고의 설계 소프트웨어입니다. Altium Designer를 사용하면 사용자 친화적인 인터페이스에서 전원 공급 설계에 필요한 모든 도구에 접근할 수 있습니다.

Altium Designer가 다른 ECAD 애플리케이션보다 가지는 주요 장점은 통합된 도구 세트입니다. 고급 전자 제품을 위한 전력 전자 및 PCB를 설계하는 데 필요한 모든 것이 단일 애플리케이션에 포함되어 있습니다. 무엇보다, 규칙 기반 설계 엔진과 간소화된 사용자 인터페이스 덕분에 생산성을 유지할 수 있습니다.

규칙 기반 PCB 설계 소프트웨어로 생산성 유지

Altium Designer의 모든 PCB 설계 기능은 함께 작동하도록 구축되었으며, 중요한 업계 표준을 준수하는 보드를 보장하기 위해 도움을 줍니다. 설계에 중요한 모든 기능성 및 안전 표준은 설계 규칙으로 정의될 수 있으며, 보드를 생성함에 따라 설계 규칙에 대해 검사됩니다. 다른 PCB 설계 애플리케이션은 이렇게 생산적으로 유지하면서 고효율 전원 공급 설계를 구축하는 데 도움을 주지 않습니다.

• 필터 설계 및 분석을 위한 최고의 디자인 기능을 사용해야 할 때는 PCB 설계 및 제조 분야의 선두주자인 Altium Designer를 찾으십시오.

  Altium Designer에 대해 자세히 알아보십시오.

• Altium Designer의 완벽한 회로 설계 및 시뮬레이션 기능 세트를 사용하면 필터 설계 및 시뮬레이션이 쉬워집니다.

  Altium Designer의 PCB 설계 도구 전체 세트를 실제로 확인하십시오.

• Altium 365 플랫폼을 사용하면 관리되는 클라우드 플랫폼을 통해 다른 디자이너와 프로젝트 데이터를 공유하고 협업하는 것이 간단해집니다.

  Altium 365를 사용하여 PCB 프로젝트 데이터를 공유하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

Altium Designer에서 고급 전력 변환기를 위한 전원 공급 필터를 구축하고 시뮬레이션하십시오.

Altium Designer는 매우 효율적이고 안전한 전원 공급 설계를 생성하는 데 도움이 되는 PCB 설계 도구 전체 세트에 액세스할 수 있게 해줍니다. 디자인, 레이아웃, 시뮬레이션을 위해 여러 프로그램을 사용하는 것을 잊고, 강력한 애플리케이션에서 업계 최고의 PCB 설계 도구 세트를 사용하십시오.

Altium 365에서의 Altium Designer는 지금까지 소프트웨어 개발의 세계에 국한되었던 전자 산업에 전례 없는 통합을 제공하여, 디자이너가 집에서 작업하고 전례 없는 효율성 수준에 도달할 수 있게 합니다.

우리는 Altium 365에서 Altium Designer로 할 수 있는 가능성의 겉면만 긁어봤습니다. 더 심층적인 기능 설명이나 On-Demand 웨비나 중 하나를 보려면 제품 페이지를 확인하세요.