최고의 전원 공급 장치 회로 설계 도구 및 시뮬레이션

벤치탑 전원 공급 장치부터 임베디드 보드의 전원 조절 회로에 이르기까지, 설계자들은 종종 맞춤형 전원 공급 회로 설계 및 레이아웃을 만들어야 합니다. 이러한 회로는 설계하기 쉬워 보이지만, 안정적이고 고품질의 전원 공급 회로 설계를 만들기 위해서는 Altium Designer의 SPICE 기반 시뮬레이션 및 검증 도구가 필요합니다.

Altium Designer는 회로 설계 및 회로 시뮬레이션 도구 이상을 제공합니다; Altium Designer에서 PCB 레이아웃을 쉽게 생성하고 보드를 제조 준비 상태로 만들 수 있습니다. 우리의 회로 설계 소프트웨어가 어떻게 최고의 전원 공급 회로 설계 및 레이아웃을 만드는 데 도움이 되는지 계속해서 읽어보세요.

ALTIUM DESIGNER

회로 설계 기능과 강력한 PCB 편집기 및 시뮬레이션 기능이 통합된 통합 PCB 설계 패키지입니다.

간단한 전압 조정기를 설계하는 것은 쉽지만, 생산 등급의 전원 공급 장치는 선형 조정기를 훨씬 넘어섭니다. PCB를 위한 전원 공급 회로 설계는 매우 복잡해질 수 있으며, 회로도, PCB 레이아웃, 시뮬레이션 및 제조 파일을 생성하기 위해 여러 도구가 필요합니다. 시스템에 가장 적합한 규제 및 전력 변환 토폴로지를 결정한 후에는 회로도에 회로를 구현하고 설계를 검증해야 합니다.

통합 설계 패키지에 액세스할 수 있을 때, 전원 공급 장치 회로도를 설계하고, 고품질의 PCB 레이아웃을 생성하며, 단일 프로그램에서 회로 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 전원 변환 및 규제 전략을 생성하고 시뮬레이션하는 데 도움이 될 수 있는 최고의 회로 시뮬레이션 및 설계 기능 세트를 계속해서 살펴보세요.

규제기 및 전원 변환 전략 선택하기

전원 공급 장치 회로 설계는 AC에서 DC로 변환하는 회로부터 시작하여 전원 조절 및 전원 변환 단계에 이르기까지 전체 시스템을 블록으로 고려하는 것을 요구합니다. 일부 전압 또는 전류 규제기 토폴로지는 전원 변환 과정 전반에 걸쳐 다양한 기능을 제공할 수 있습니다. 그러나 이러한 규제기는 매우 복잡할 수 있으며 제조로 진행하기 전에 시뮬레이션을 통해 검증해야 합니다.

아래 그림은 전원 공급 장치의 모든 중요 부분을 포함하는 예시 블록 다이어그램을 보여줍니다. 이러한 유형의 시스템은 스위칭 규제기를 사용하여 고효율 전원 변환을 제공하도록 설계되었습니다. 벽면 전원을 받아 AC를 DC로 변환하는 브리지 정류기를 사용할 수 있습니다. 정류기 출력은 스위칭 변환기에서 발생하는 전류 스파이크를 평활화할 PFC 회로로 전달됩니다. 입력 및 출력은 전도성 EMI를 제거하고 규제기 섹션으로 안정적인 전원이 전달되도록 필터링됩니다.

전원 공급 장치 회로 설계 단계 및 변환기 블록 다이어그램.

레귤레이터 부분은 적절한 토폴로지로 설계되어야 합니다. 가장 일반적인 레귤레이터 토폴로지는 스위칭 레귤레이터로, SMPS 전원 공급 장치를 제공합니다. 이러한 전원 공급 장치는 매우 안정적인 출력 전압과 고효율 규제를 제공하도록 설계될 수 있습니다. 또한 DC-DC 변환을 위한 많은 잘 알려진 토폴로지를 가지고 있습니다.

최고의 회로 설계 도구로 어떤 레귤레이터 토폴로지든 생성하기

고효율 전력 변환을 보장하기 위해 필요한 레귤레이터 토폴로지를 생성하려면 최고의 회로 설계 도구 세트가 필요합니다. PCB 레이아웃에서 사용할 CAD 모델을 포함한 완전한 PCB 구성 요소 세트에도 접근할 필요가 있습니다. 전원 공급 장치 회로 설계를 시작하고 필요한 구성 요소를 찾을 준비가 되었을 때, Altium Designer의 완전한 PCB 설계 도구 세트를 사용하세요.

• 고전압/고전류 전원 공급 장치 설계는 종종 AC에서 DC로의 변환 회로 뒤에 PFC 회로를 배치하여 입력에 대한 전류 스파이크를 평활화하는 것이 필요합니다.

  PFC 회로 설계 및 분석에 대해 자세히 알아보기.

• 스위칭 레귤레이터 회로를 설계할 때 PWM 신호의 올바른 주파수를 선택하십시오. 이는 출력 전압 및 전류의 효율성과 리플에 영향을 미칩니다.

  스위칭 레귤레이터에 가장 적합한 주파수 선택에 대해 자세히 알아보기.

• 전원 공급 장치는 사용자의 안전을 보장하기 위해 변압기로 격리될 필요가 있을 수 있습니다.

  격리된 전원 공급 장치와 비격리 전원 공급 장치에 대해 자세히 알아보기.

Altium Designer에서 계층적 다중 채널 스키매틱 도구를 사용하여 전원 공급 장치 회로 설계의 각 섹션을 생성하세요.

전원 공급 장치 회로 설계를 위한 통합 시뮬레이션

많은 전원 공급 장치와 조정 회로 주변의 안전 및 운영 문제로 인해, 원하는 전기적 동작을 제공하는지 확인하기 위해 전원 공급 장치의 각 섹션을 시뮬레이션할 필요가 있습니다. 전원 공급 장치를 시뮬레이션하려면 구성 요소 데이터와 서브서킷 모델을 직접 스키매틱에서 가져오는 SPICE 시뮬레이션을 필요로 합니다. 이러한 유형의 시뮬레이션은 그런 다음 키르히호프의 법칙과 옴의 법칙을 해결하여 회로 설계가 의도한 대로 작동하는지 확인합니다.

SPICE 시뮬레이터를 사용하면 전원 공급 장치 회로 설계의 일부로 몇 가지 중요한 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다:

• 시간 영역에서 전압, 전류 및 전력 출력을 보기 위한 과도 분석
• 입력 잡음이 출력 잡음으로 변환되는 방식을 검토하기 위한 잡음 분석
• 전원 공급 장치의 각 섹션에서 주파수 스윕이 있는 AC 분석
• 다양한 회로 값들을 반복하고 설계를 최적화하기 위한 파라미터 스윕

전이 분석은 이러한 유형의 시뮬레이션이 전원 공급 장치가 시작되어 시간 영역에서 운영 상태에 도달하는 방식을 보여주기 때문에 가장 자주 사용될 것입니다. 그런 다음 시스템의 어떤 부분을 변경해야 하는지 결정할 수 있으며, 파라미터 스윕을 통해 회로 요소에 대한 시험 값을 반복해서 시도할 수 있습니다. 이러한 작업에 고급 시뮬레이션 패키지가 필요하지 않으며, 업계 최고의 PCB 설계 소프트웨어에서 이러한 시뮬레이션과 그 이상을 수행할 수 있습니다.

SPICE 시뮬레이션을 위해 Altium Designer 사용하기

Altium Designer의 SPICE 시뮬레이션 엔진은 스키매틱 편집기 내에서 접근할 수 있으며, 구성 요소 라이브러리와 모델에서 직접 데이터를 가져옵니다. 이러한 시뮬레이션은 설정하고 실행하기 쉽고, 데이터는 MATLAB과 같은 외부 분석 프로그램에서 사용하기 위해 저장할 수 있습니다. 파라미터 스윕 도구는 전원 공급 장치 회로 설계를 최적화하기에 이상적이며, 이 도구는 단일 그래프에서 비교할 수 있는 여러 결과를 출력합니다.

• 필터 회로는 기본 요소이지만, 입력 노이즈에 대한 면역성을 보장함으로써 전원 공급 설계에 매우 중요합니다.

  전원 공급 필터링을 통한 EMI/EMC 제어에 대해 자세히 알아보기.

• 레귤레이터 회로에서 생성되거나 수신되는 모든 노이즈에 주의하여 전원 공급 장치 출력에서 과도하지 않은지 확인하십시오.

  전원 공급 장치에서 노이즈 마진을 분석하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

• 전원 공급 회로 설계는 출력 전력이 안정적이고 원하는 값을 달성하는지 확인하기 위해 SPICE 시뮬레이션을 필요로 합니다.

  Altium Designer에서 전원 공급 회로와 함께 SPICE 시뮬레이션을 실행하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

Altium Designer의 SPICE 시뮬레이터는 전원 공급 회로 설계를 검증하고 전력 출력을 최적화하는 데 도움을 줍니다.

전원 공급 설계를 위한 PCB 레이아웃 생성

전원 공급 회로 설계를 완성한 후에는 스키매틱을 빈 회로 기판 레이아웃으로 캡처할 시간입니다. 그런 다음 구성 요소를 배치하고, 트레이스를 라우팅하고, 전원 평면을 설계하고, 접지 평면을 선택하는 등의 작업을 시작할 수 있습니다. PCB 레이아웃은 회로 기판 온도를 낮게 유지하기 위해 고려해야 할 열 관리 조치를 결정하며, 설계에 있는 모든 부품에 대해 실제 구성 요소를 소싱해야 합니다.

Altium Designer는 회로 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어 이상입니다. 제품 개발을 위한 업계에서 가장 강력한 PCB 설계 애플리케이션입니다. 전원 공급 장치 설계자는 회로도, 물리적 레이아웃, 시뮬레이션 및 PCB 제조를 위한 완벽한 세트의 PCB 설계 도구에 접근할 수 있으며, 모두 단일 프로그램에서 이용 가능합니다. 고품질의 전원 공급 장치를 생산하는 데 필요한 모든 것이 Altium Designer의 규칙 기반 설계 환경에 포함되어 있습니다.

대부분의 설계 프로그램은 단일 제품을 생산하기 위해 별도의 회로도 편집기, 라우터 및 시뮬레이터를 사용하도록 강요합니다. 이는 비효율적인 작업 흐름을 만들고 새로운 설계를 완성하기 위해 제3자 설계 도구를 사용하도록 강요하기도 합니다. 이러한 분절된 환경에서 작업하는 대신, 다음 SMPS 회로 보드를 통합된 설계 패키지에서 생성할 필요가 있습니다.

통합된 설계 소프트웨어로 작업할 때, 단일 애플리케이션에서 새로운 제품을 생성하는 데 필요한 모든 것에 접근할 수 있습니다. 이러한 환경은 Altium Designer에서 찾을 수 있습니다. 필요한 모든 것이 단일 애플리케이션에 있어, 개념에서 제품까지 쉽게 진행할 수 있습니다.

Altium Designer의 PCB 레이아웃 도구로 전원 공급 설계를 완성하세요

Altium Designer의 다른 PCB 설계 플랫폼에 비해 가장 큰 장점은 통합 설계 인터페이스에 있습니다. 여기서 전원 공급 회로 설계 및 레이아웃에 필요한 모든 것이 단일 프로그램에 포함되어 있습니다. 모든 것을 별도의 프로그램에 배치하는 대신, Altium Designer는 PCB 레이아웃을 완성하고 제조 준비를 할 수 있는 필요한 기능 세트를 모두 포함하고 있습니다. 새로운 제품을 단일 프로그램으로 시장에 출시하기가 이보다 쉬운 PCB 설계 애플리케이션은 없습니다.

• Altium Designer에서 전원 공급 회로를 설계하고, 구성 요소를 배치하며, 트레이스를 라우팅하는 작업은 쉬운 일입니다. Altium Designer의 규칙 기반 설계 환경은 회로 보드를 생성함에 따라 설계 규칙에 대해 레이아웃을 즉시 검사합니다.

  Altium Designer의 통합 설계 환경에 대해 자세히 알아보세요.

• Altium Designer의 강력한 라우팅 및 레이아웃 도구는 생산성의 핵심이며 기계적 요구 사항 내에서 작업을 유지하는 데 도움이 됩니다.

  Altium Designer의 라우팅 기능에 대해 자세히 알아보세요.

• 전원 공급 회로 설계를 완성하고 회로 시뮬레이션을 수행한 후, Altium 365를 통해 프로젝트 및 시뮬레이션 데이터를 팀과 공유할 수 있습니다.

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

Altium Designer에서 제공하는 전체 PCB 전원 공급 설계 기능 세트.

다음 전원 공급 장치를 구축하기 위해 PCB 레이아웃, 시뮬레이션, 회로 설계를 위한 별도의 프로그램을 사용할 필요는 없습니다. 최고의 회로 설계 소프트웨어와 Altium Designer의 레이아웃 도구를 사용하여 어떤 토폴로지의 전원 공급 회로 설계도 만들 수 있습니다. Altium Designer만큼 동일한 수준의 지원이나 생산성을 제공하는 다른 애플리케이션이 없습니다.

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.

Altium 365에서 Altium Designer로 할 수 있는 일의 표면만 긁었습니다. 더 심층적인 기능 설명이나 On-Demand Webinars 중 하나를 확인하려면 제품 페이지를 확인하세요.