Free Trials

Download a free trial to find out which Altium software best suits your needs

Downloads

Download the latest in PCB design and EDA software

  • PCB DESIGN SOFTWARE
  • Altium Designer

    Complete Environment for Schematic + Layout

  • CircuitStudio

    Entry Level, Professional PCB Design Tool

  • CircuitMaker

    Community Based PCB Design Tool

  • NEXUS

    Agile PCB Design For Teams

  • CLOUD PLATFORM
  • Altium 365

    Connecting PCB Design to the Manufacturing Floor

  • COMPONENT MANAGEMENT
  • Altium Concord Pro

    Complete Solution for Library Management

  • Octopart

    Extensive, Easy-to-Use Component Database

  • PRODUCT EXTENSIONS
  • PDN Analyzer

    Natural and Effortless Power Distribution Network Analysis

  • See All Extensions
  • EMBEDDED
  • TASKING

    World-Renowned Technology for Embedded Systems Development

  • TRAININGS
  • Live Courses

    Learn best practices with instructional training available worldwide

  • On-Demand Courses

    Gain comprehensive knowledge without leaving your home or office

  • ONLINE VIEWER
  • Altium 365 Viewer

    View & Share electronic designs in your browser

  • Altium Designer 20

    The most powerful, modern and easy-to-use PCB design tool for professional use

    ALTIUMLIVE

    Annual PCB Design Summit

    • Forum

      Where Altium users and enthusiasts can interact with each other

    • Blog

      Our blog about things that interest us and hopefully you too

    • Ideas

      Submit ideas and vote for new features you want in Altium tools

    • Bug Crunch

      Help make the software better by submitting bugs and voting on what's important

    • Wall

      A stream of events on AltiumLive you follow by participating in or subscribing to

    • Beta Program

      Information about participating in our Beta program and getting early access to Altium tools

    All Resources

    Explore the latest content from blog posts to social media and technical white papers gathered together for your convenience

    Downloads

    Take a look at what download options are available to best suit your needs

    • Training & Events

      View the schedule and register for training events all around the world and online

    • Design Content

      Browse our vast library of free design content including components, templates and reference designs

    • Webinars

      Attend a live webinar online or get instant access to our on demand series of webinars

    • Support

      Get your questions answered with our variety of direct support and self-service options

    • Technical Papers

      Stay up to date with the latest technology and industry trends with our complete collection of technical white papers.

    Boczną drogą czy autostradą? – Zarządzanie rozdziałem mocy PCB za pomocą analizatora PDN

    Altium Designer
    |  December 29, 2017

    Traffic jam in a city street road

    Kto z nas nie został nigdy przyłapany na wyglądaniu przez okno w zamyśleniu, spoglądając na nieruchomą linię samochodów stojących na autostradzie, zastanawiając się nad łatwiejszymi lub bardziej skutecznymi sposobami dotarcia do pracy na czas? I nawet wtedy czasami alternatywne trasy nie zawsze są najszybsze  – może zdarzyć się budowa drogi lub inne wydarzenie, które sprawi, że będziesz musiał zmienić trasę jeszcze bardziej. W tym momencie większość ma tendencję do wyrzucania wszelkich nadziei na dotarcie do pracy na czas przez okno (lub, jeśli mieszkasz w Londynie, możesz zacząć jechać pasem awaryjnym).

    Teraz wyobraź sobie każdą z dróg, każde skrzyżowanie lub kongestię w ruchu drogowym jako sieć energetyczną twojej płytki drukowanej. Twoim zadaniem staje się nawigacja po płytce drukowanej i analiza, w jaki sposób zoptymalizować wydajność przy minimalnych stratach mocy. W miarę projektowania coraz mniejszych obwodów drukowanych, ścieżki w sieci dystrybucji energii stają się coraz węższe. To stwarza całą masę problemów projektowych: jak poprowadzić półciężarówkę przez jednopasmową alejkę między blokami? Jeśli boki mojego samochodu ocierają się o ściany i iskrzą, czy jest coś, co mogłoby się zapalić?

    Projektanci PCB muszą poradzić sobie z wyższymi poziomami ciepła i zakłóceń, które stanowią zagrożenie dla wrażliwych elementów, wpływając na sąsiednie struktury i funkcjonalność całego systemu. Podobnie jak dziecko, które zaobserwowało, jak jego rodzice równolegle parkują w zbyt ciasnym miejscu, tak i ty możesz rozdzielać wystarczającą moc przy minimalnych stratach wynikających z dystrybucji, o ile masz na uwadze solidne techniki projektowania.

    Łączenie ruchu i zarządzanie ciepłem w dystrybucji energii

    Zwłaszcza w Kalifornii jedną z największych przyczyn opóźnień na autostradzie są ludzie nieprzestrzegający jazdy na suwak i innych zasad. Cóż, w projektowaniu PCB wszystkie zasady ruchu drogowego to układy scalone, mikroprocesory, moduły pamięci, DSP-y (procesory sygnałowe) i FPGA (bezpośrednio programowalne macierze bramek). Jeśli zboczysz poza tolerancję napięć zasilania, nie możesz oczekiwać, że specyfikacje twojej płytki zostaną zrealizowane. Oto niektóre podstawy, na dobry początek:

    1. Twórz krótkie i szerokie ścieżki, aby rozprowadzić ciepło.

    2. Minimalizuj impedancję, utrzymując pętle bypassu tak małe, jak to możliwe i długość ścieżek w stosunku 3:1 do szerokości.

    3. Optymalizacja odstępów między komponentami zapewni najmniejszą gęstość prądu i ciepła

    4. Unikaj ostrych kątów, aby utrzymać ciepło „równomiernie” na całej płytce.

    Minimalne straty i optymalnie wysoka wydajność energetyczna idą w parze z zarządzaniem ciepłem. Każda miedziana ścieżka przewodząca wysokie natężenia i każdy element elektryczny przewodzący prąd jest źródłem ciepła ze względu na opór elektryczny. Nawet elementy pasywne, takie jak rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne, wytwarzają odpowiednio ciepło rezystancyjne i reaktywne. Dodatkowo w związku z mniejszą powierzchnią płytki mamy do czynienia z większą liczbą gorących punktów i perforacji w miedzi, co prowadzi do dalszego wzrostu gęstości natężenia prądu i ciepła. Projekty mające na celu zmniejszenia strat I2R zawsze były ważne, ale w przypadku urządzeń niskiego napięcia mają one decydujące znaczenie.

    PCB  board electricity short  fire and burning

    Dystrybucja ciepła jest jedną z najważniejszych kwestii w projektowaniu układu PCB.

    Wyboje i jelenie nie są jedynymi zakłóceniami

    W celu dystrybucji energii z optymalną wydajnością, innym rodzajem „strat”, który należy kontrolować, jest utrata sygnału w postaci szumu i przesłuchu, które są znane jako zakłócenia elektromagnetyczne lub EMI. Wyzwanie polega na tym, że praktycznie każdy układ scalony jest generatorem szumów, a każda ścieżka wysokoprądowa emituje promieniowanie elektromagnetyczne, które może być wychwytywane jako szum, działając zasadniczo jak anteny. Ponadto, jeśli sygnały są włączane i wyłączane z częstotliwością 300 MHz lub większą, wyzwalają impulsy magnetyczne, które są wychwytywane przez sąsiednie obwody, tworząc przesłuch. Oto kilka wskazówek, aby zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne i przesłuchy:

    • Utrzymuj fale radiowe z dala od ścieżek prądowych dzięki rdzeniom ferrytowym i kondensatorom bocznikowym

    • W przypadku pinów we / wy w trybie wejściowym połącz nieużywane wejścia z szyną o najniższej impedancji; jeśli to możliwe, połącz je bezpośrednio z uziemieniem

    • Zachowaj ścieżki nieemitujące hałasu z dala od elementów emitujących, takich jak połączenia, oscylatory i przekaźniki.

    • Grupuj ścieżki powodujące zakłócenia razem, otoczone ścieżkami uziemienia. Oprócz tego nie trasuj ich na zewnętrznej krawędzi płytki.

    • Aby zmniejszyć propagację zakłóceń, kontroluj kształt i impedancję ścieżki zwrotnej. Należy pamiętać, że napięcie szumu i związane z nim natężenie będą podążać ścieżką o najniższej impedancji z powrotem do generowanego punktu.

    • Nie prowadź równolegle sąsiednich przewodów.

    • Zachowaj odstęp między parami sygnałów do 5-krotności szerokości ścieżki.

    Zarządzanie dystrybucją energii i utratą sygnału może wydawać się całkiem sporym wyzwaniem. Zwłaszcza jeśli projektujesz ze ściśle określonymi wymaganiami produkcyjnymi, możesz łatwo wykorzystać swoje doświadczenie i wiedzę, aby zastąpić typową kontrolę reguł lub zignorować źródło potencjalnych zakłóceń. Jednak dzięki zaawansowanemu oprogramowaniu do projektowania płytek drukowanych znaczna część pracy polegającej na cofaniu się i podwójnym sprawdzaniu może zostać zastąpiona przez automatyczny proces twojego programu projektowego.

    Deer crossing warning sign on back road surrounded by greenery

    Nie zawsze znajdziesz znaki ostrzegawcze informujące o zakłóceniach sygnału na płytce drukowanej.

    To żaden skrót, ale PDN™ Analyzer zabierze Cię tam, gdzie musisz się udać

    Niskonapięciowe, wysokoprądowe urządzenia elektroniczne stanowią wyzwanie dla każdego projektującego płytki drukowane w celu zmniejszenia strat w dystrybucji, ponieważ rozmiar płytek zmniejsza się, a gęstość upakowania elementów wzrasta. Systemy zasilania PDN i rozwój układów scalonych dostosowują się do rosnących wymagań; jednak, pomimo całej teorii i najwyższej jakości komponentów na płytce drukowanej, pozostaje zasadnicze pytanie: czy da się zaprojektować statystycznie niezawodną płytkę drukowaną o wymaganej szybkości i efektywności? Odpowiedź brzmi: tak - dzięki sile analizatorów sieci dostarczającej energię.

    Możliwość modelowania PDN, propagacji szumów, wstępnego i końcowego układu oraz analizowania pól EMI daje trochę swobody. Aby móc ocenić wzorce termiczne, gdy spojrzysz na gęstość natężeń, gdzie jest zwężenie na płaszczyźnie 1 V i gdzie gęstość prądowa wzrasta - produkt końcowy jest optymalnie rozłożony na płytce PCB i łatwo go wprowadzić do produkcji. Znajdź i rozwiąż swoje problemy z PDN za pomocą inteligentnego oprogramowania do projektowania płytek drukowanych Altium Designer® i jego wizualnej analizy mocy bezpośrednio w środowisku projektowym bez przestojów w pracy, specjalnych drogich narzędzi i specjalistycznej wiedzy.

    Zapewnij sobie możliwość analizowania, modyfikowania i ponownej analizy pracy. Jeśli masz więcej pytań na temat optymalizacji swoich projektów i minimalizacji strat w dystrybucji, skontaktuj się dziś z ekspertem Altium.

    About Author

    About Author

    PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

    most recent articles

    Back to Home