SPICE를 MOSFET 전력 손실 계산기로 사용하기

회로 다이어그램과 회로도는 PCB 설계의 핵심을 형성하며, 안정성을 위해서는 회로의 전력 손실을 계산해야 합니다. MOSFET과 같은 일부 부품은 명확하게 정의된 전기 정격을 갖고 있지만, 설계가 이러한 정격을 준수하는지를 확인하는 것은 간단한 문제가 아닙니다. 활성 부품, 일부 반도체 및 MOSFET의 전력 손실을 계산하려면 실제 부품 모델을 구현하는 SPICE 패키지가 필요합니다.

MOSFET 전력 손실 계산기가 필요한 설계자의 경우 사용하기 쉬운 SPICE 시뮬레이션 패키지를 사용하여 MOSFET에서 손실되는 전력을 빠르게 계산할 수 있습니다. Altium Designer의 업데이트된 SPICE 시뮬레이션 엔진을 사용하면 MOSFET 회로를 빠르게 생성하고 전력 손실을 분석하여 설계 안정성을 보장할 수 있습니다. 사용자는 생산을 위한 실제 기판을 준비하는 데 도움이 되는 포괄적인 PCB 레이아웃 편집기에도 액세스할 수 있습니다.

ALTIUM DESIGNER®

설계 전문가를 위한 고급 CAD 도구를 갖춘 최고의 전자 장치 설계 소프트웨어입니다.

활성 장치에서 회로 동작을 계산할 신뢰할 수 있는 도구를 찾는 것은 어려울 수 있습니다. 문제가 복잡한 초월 방정식을 포함하기 때문에 일부 회로는 표준 회로 기술을 활용해서 분석할 수 없습니다. 이는 반복적인 수치 알고리즘이 필요하기 때문입니다. 이러한 문제가 있는 경우에는 설계 안정성을 평가하는 데 도움이 되도록 회로 설계 소프트웨어 내에서 시뮬레이션 도구를 사용해야 합니다.

안정성을 평가해야 하는 몇 가지 일반적인 회로로는 MOSFET 회로, 특히 전력 MOSFET 및 증폭기가 있습니다. 고전력 및 고주파에서 작동하는 여러 애플리케이션에서 MOSFET이 BJT를 대체했기 때문에 이러한 회로는 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 부품은 고전력에서 설계 될 수 있으며 작동 중에 고온에 도달할 수 있기 때문에 설계자는 설계 안정성을 보장하기 위해 MOSFET 전력 손실 계산을 해야 합니다.

MOSFET 회로의 안정적인 작동을 보장하는 데 도움이 되는 간단한 계산기 애플리케이션은 없지만, Altium Designer에는 컴포넌트로 안정적인 전력 전달을 보장할 수 있도록 MOSFET 회로를 설계 및 시뮬레이션하는 데 필요한 모든 파라미터가 포함되어 있습니다. Altium Designer에서 무엇을 설계할 수 있는지 그리고 MOSFET 전력 분배를 시뮬레이션 할 수 있기에 아래 내용을 계속 읽어보시기 바랍니다.

SPICE를 MOSFET 전력 손실 계산기로 사용하기

MOSFET 전력 손실에 대해 간단한 시뮬레이션을 실행하려면 먼저 회로 편집기 또는 회로도 생성 소프트웨어 애플리케이션을 사용하여 MOSFET 회로를 구축해야 합니다. 이 최고의 소프트웨어는 회로 및 시뮬레이션을 구축할 수 있는 포괄적인 부품 라이브러리에 대한 사용 권한을 제공하고 있습니다. 아래 예시 이미지는 높은 임피던스 부하에 연결된 간단한 MOSFET 증폭기 회로를 보여 줍니다. 이 회로는 Altium Designer로 구축되었으며 툴 내 SPICE 패키지로 쉽게 시뮬레이션할 수 있습니다.

이 회로에서는 과도현상 분석 시뮬레이션을 실행하여 회로가 정상 상태에 도달하는 방식을 검사할 수 있습니다. 이 간단한 회로는 더 큰 시스템의 일부지만 전원 출력을 확인하기 위해 따로 쉽게 시뮬레이션할 수 있습니다. 전원 출력은 전압 차동(위 이미지에서 프로브로 측정됨)과 저항기 R13을 통과하는 전류를 곱하여 구할 수 있습니다.

Altium Designer의 회로도 편집기는 일반적인 시뮬레이션 부품이 포함된 부품의 접근을 제공하기 때문에 위와 같이 회로를 설정하고 시뮬레이션 실행하는 데는 몇 분밖에 걸리지 않습니다. 회로도 편집기는 단순화된 인터페이스를 갖춘 SPICE 시뮬레이션 패키지를 포함하고 있어 사용자가 회로를 분석하는 데 필요한 시뮬레이션의 표준 세트를 실행 할 수 있게 해 줍니다. 사용자는 설계에서 일반 시뮬레이션 부품에 국한되지 않고, SPICE 부회로 모델을 부품에 할당하여 설계의 전기적 동작을 더 잘 예측하고 모델링 할 수 있습니다.

Altium Designer의 고급 시뮬레이션

Altium Designer의 과도 전력 계산이 유용하긴 하지만, 수행할 수 있는 유일한 시뮬레이션은 아닙니다. Altium Designer의 회로도 편집기에서는 MOSFET 회로에 대한 모든 SPICE 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다. 별도의 회로도 시트 작성 도구 및 회로 시뮬레이터를 사용하는 대신 Altium Designer의 완벽한 설계 도구 세트를 사용하세요. Altium Designer에서는 회로도, 회로 다이어그램, 시뮬레이션 및 PCB 레이아웃에 함께 액세스할 수 있습니다.

• MOSFET 전력 손실 계산은 회로 다이어그램으로 회로도 시트를 만드는 것부터 시작합니다.
  Altium Designer에서 회로도를 만드는 방법에 대해 자세히 알아보세요.
• 'Manufacturer Part Search(제조업체 부품 검색)' 패널을 사용하면 전자 장치 공급망을 검색하고 회로도 설계를 위해 검증된 PCB 풋프린트를 갖춘 실제 부품들을 찾을 수 있습니다. 
  Altium Designer의 'Manufacturer Part Search(제조업체 부품 검색)' 패널에 대해 자세히 알아보세요.
• SPICE 시뮬레이션에 익숙하지 않은 경우 이 표준 시뮬레이션 패키지를 성공적으로 사용하기 위해 알아야 할 필수 정보를 살펴보세요.
  Altium Designer의 SPICE 시뮬레이션에 대해 자세히 알아보세요.

복잡한 MOSFET 회로 구축 및 시뮬레이션하기

MOSFET 전력 손실 계산기를 사용하는 주목적은 MOSFET이 과열되어 고장 날 정도로 많은 열을 방출하지 않도록 하는 것입니다. DC 작동 중에 과열이 발생하고 스위칭 중에 높은 과도 전류가 발생한 후 빠르게 과열되는 것이 MOSFET 고장의 가장 일반적인 원인입니다. 과도한 전류 흐름, 전력 손실 및 과열을 방지하기 위해 MOSFET 회로는 더 복잡해집니다.

한 가지 옵션은 시스템에서 필요한 전류를 계속 제공할 수 있도록 MOSFET을 병렬로 배치하는 것입니다. MOSFET을 병렬로 배치하면 배열의 여러 MOSFET이 총 전력 손실을 나눠서 부담합니다. 이렇게 배열하려면 스위칭 중에 회로가 원치 않는 진동이나 과전류를 생성하지 않도록 시뮬레이션을 수행해야 합니다. 복잡한 MOSFET 회로와 설계의 다른 회로를 검사하는 데는 여전히 실제 부품 모델을 사용한 SPICE 시뮬레이션을 사용할 수 있습니다.

체계적으로 구성하는 데 도움이 되는 계층 회로도

Altium Designer의 회로도 편집기를 사용하면 회로를 구성하고 생산성을 유지하는 데 도움이 되도록 프로젝트에 대해 계층적 구조를 생성할 수 있습니다. 설계자는 복잡한 회로를 생성하고 시뮬레이션할 수 있도록 평면적, 계층적 또는 다중 채널 설계 구조를 구현할 수 있습니다. 회로도를 설계하고 부품에 CAD 데이터를 할당했다면 새 PCB 레이아웃으로 가져올 준비가 된 것입니다.

• 계층적 프로젝트 구조는 체계적으로 구성하고 복잡한 PCB를 구축하는 데 도움이 됩니다. 
  계층적 회로도 설계의 장점에 대해 자세히 알아보세요.
• 병렬 MOSFET은 고전류를 필요로 하는 전력 컨버터 및 모터 제어 시스템에 자주 사용됩니다. 
  전원 및 모터 제어 시스템에서 병렬 MOSFET을 사용하는 방법을 자세히 알아보세요.
• Altium Designer의 강력한 회로도 편집기는 조명 시스템과 같은 다양한 애플리케이션을 위해 MOSFET을 사용하여 고전력 시스템을 설계하는 데 필요한 도구를 제공합니다. 
  고전력 MOSFET 회로를 사용하여 전력 시스템을 설계하는 방법을 자세히 알아보세요.

PCB 레이아웃으로 쉽게 전환 가능

회로도를 완성했으면 부품을 PCB 레이아웃으로 가져올 준비가 된 것이며, 회로 기판 레이아웃에서 부품 배열을 시작할 수 있습니다. Altium Designer의 통합 PCB 레이아웃 편집기에는 완벽한 CAD 도구 세트가 갖춰져 있어 빠르게 회로 기판으로 부품을 가져와 배열할 수 있습니다. 다른 회로 기판 설계 플랫폼은 설계 기능을 여러 애플리케이션으로 나누지만, Altium Designer에서는 단일 통합 설계 툴로 하나의 애플리케이션에서 필요한 모든 것에 액세스할 수 있습니다.

Altium Designer의 완벽한 회로 설계 및 PCB 레이아웃

오직 Altium Designer에만 MOSFET 회로를 생성 및 시뮬레이션하며 PCB 레이아웃을 생성하고 기판을 라우팅하는 데 필요한 모든 것이 포함되어 있습니다. 기판을 생산할 준비가 되면 Altium Designer를 사용하여 회로 기판 레이아웃 데이터로부터 PCB 제조 파일을 빠르게 생성할 수 있습니다. OutJob 파일을 사용하여 PCB 데이터를 가져오고 PCB 제조업체에 필요한 표준 결과물을 생성하세요.

• Altium Designer는 아이디어를 실현하는 데 필요한 모든 것을 제공합니다. Altium Designer에서는 간단한 MOSFET 회로부터 고급 전자 장치까지 무엇이든 구축할 수 있습니다. 
  Altium Designer의 통합 PCB 설계 도구에 대해 자세히 알아보세요.
• Altium Designer 사용자 인터페이스의 힘은 설계 기능이 단일 프로그램에서 함께 작동할 수 있도록 하는 통합 설계 규칙 엔진으로부터 나옵니다. 
  Altium Designer의 PCB 설계 인터페이스에 대해 자세히 알아보세요.
• 모든 Altium Designer 사용자는 Altium 365 플랫폼을 통해 설계를 공유할 수 있습니다. 설계 팀은 Altium 365를 사용하여 생산성을 유지하고 안전한 클라우드 환경에서 설계 데이터를 공유합니다. 
  Altium 365에서 PCB 설계 데이터를 공유하는 방법을 자세히 알아보세요.

Altium Designer의 회로도 편집기 및 SPICE 시뮬레이션 패키지는 MOSFET 전력 손실 계산기에서 기대할 수 있는 모든 것을 제공할 수 있습니다. 완벽한 컴포넌트 생성 및 관리 도구 세트가 필요하다면 업계 최고의 ECAD 유틸리티를 사용하여 회로를 생성하고 시뮬레이션해 보세요.

Altium 365의 Altium Designer는 지금까지 소프트웨어 개발 분야로 밀려났던 전자 산업에 이례적인 규모의 통합을 제공하여 설계자가 집에서 일하며 혁신적인 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.