Projektowanie schematów zasilacza w Altium Designer

Niezależnie od tego, czy projektujesz zasilacz laboratoryjny dla laboratorium elektronicznego, czy musisz zaprojektować wbudowany zasilacz dla produktu IoT, będziesz potrzebować najlepszych na świecie narzędzi do projektowania PCB. Altium jest tutaj, aby pomóc Ci zaplanować rozmieszczenie Twojego zasilacza i stworzyć zestaw szczegółowych schematów z potężnymi funkcjami projektowania i symulacji obwodów. Dzięki funkcjom projektowania schematów w Altium Designer, możesz tworzyć i symulować swój nowy projekt zasilacza. Będziesz miał również funkcje potrzebne do wyszukiwania komponentów i przygotowania Twojego nowego zasilacza do produkcji. Żadna inna platforma projektowania PCB nie oferuje Ci tylu funkcji dla sukcesu.

ALTIUM DESIGNER

Profesjonalna platforma oprogramowania do projektowania PCB, która integruje funkcje projektowania obwodów z potężnym edytorem PCB i funkcjami symulacji dla projektowania zasilacza.

Każda płyta obwodu potrzebuje zasilania. Twoja strategia projektowania zasilania może obejmować układy scalone przy pracy z sygnałami niskiego poziomu, ale projekty o wyższej mocy wymagają dyskretnych komponentów, aby zapewnić wymaganą moc wyjściową i regulację. Niezależnie od tego, czy tworzysz prosty regulator z wykorzystaniem wielu przetworników i LDO, czy projektujesz układ o wysokim prądzie wyjściowym, będziesz potrzebować potężnego edytora schematów, aby stworzyć swój obwód zasilający. Zapoznaj się z naszym kompleksowym przewodnikiem projektowania zasilania, aby zobaczyć, jak możesz wykorzystać narzędzia projektowe w Altium Designer do swojej nowej płyty.

Planowanie projektu zasilania

Twoja strategia zasilania i regulacji obejmuje kilka etapów i wymaga uwzględnienia źródła zasilania wejściowego podczas planowania nowego projektu. Konwersja AC-AC jest dość prosta i obejmuje tylko regulację podwyższającą lub obniżającą, możliwe także z obwodem korekcji współczynnika mocy, aby zwiększyć efektywność. Jeśli planujesz zasilacz do konwersji AC-DC, Twój projekt zasilacza będzie podobny do poniższego schematu blokowego.

Schemat blokowy zasilacza AC-DC.

Po przekształceniu wejścia AC na DC, można stosować typową strategię konwersji i regulacji DC-DC, aby uzyskać stabilne napięcie DC przy pożądanym prądzie. Konwersja DC-DC wymaga zastosowania odpowiedniej topologii zasilania. Najczęściej stosowane topologie to obniżanie napięcia (buck), podwyższanie napięcia (boost) i obniżanie-podwyższanie napięcia (buck-boost), ale do konwersji i regulacji DC-DC można użyć również innych powiązanych topologii zasilania. Należy zauważyć, że poniższy schemat blokowy jest również stosowany przy nieuregulowanych źródłach zasilania DC, aby generować stabilne zasilanie DC dla komponentów.

Schemat blokowy projektowania zasilacza DC-DC.

Każdy etap w regulatorze musi być zbudowany z dyskretnych komponentów i/lub układów scalonych, które zapewniają każdą funkcję. Można stworzyć zasilacz z pasywnych komponentów i układów scalonych regulatora mocy, lub można użyć komponentów dyskretnych. Różne etapy mogą być izolowane, aby zapobiec dotarciu wysokiego napięcia do portu wyjściowego, co eliminuje ważne zagrożenie bezpieczeństwa. Po określeniu strategii konwersji i regulacji mocy, należy wybrać komponenty i stworzyć schematy.

Projektowanie schematu dla nowego zasilacza

Etapy konwersji i regulacji przedstawione powyżej są dobrze znane i dostępne jako projekty referencyjne od wielu producentów. Można również znaleźć wiele przykładów różnych projektów regulatorów i przetworników na blogu o projektowaniu PCB firmy Altium. Edytor schematów w Altium Designer pozwala znaleźć potrzebne komponenty do Twojej płytki za pomocą panelu wyszukiwania części producenta. Te komponenty będą miały zweryfikowane symbole schematyczne, obrysy PCB i modele 3D, a także aktualne informacje o źródłach z aktualizowanymi ilościami i cenami.

• Kiedy budujesz nowy regulator przełączający, musisz zaprojektować i symulować wszystkie aspekty Twojego nowego urządzenia z najlepszym edytorem schematów.

  Zobacz przykładowy projekt regulatora w Altium Designer.

• Twoje etapy konwersji i regulacji DC-DC wymagają wybrania odpowiedniej topologii dla Twojego nowego projektu zasilacza. Dowiedz się więcej o topologiach przetworników DC-DC.
• Możesz znaleźć potrzebne komponenty dla każdego etapu konwersji i regulacji w projekcie zasilacza za pomocą panelu wyszukiwania części producenta w Altium Designer.

  Dowiedz się więcej o panelu wyszukiwania części producenta w Altium Designer.

Prostownik, filtr EMI, PFC i sekcje przetwornika obniżającego napięcie w projekcie zasilacza w Altium Designer

Projektowanie Każdego Etapu Regulatora

Podczas wybierania komponentów do projektu zasilacza, zwróć szczególną uwagę na ważne specyfikacje w kartach katalogowych. Poziomy napięcia/wejściowego i wyjściowego prądu są bardzo ważne, ale musisz również rozważyć inne komponenty do regulacji. Jeśli twoje źródło zasilania wejściowego będzie się zmieniało podczas działania, musisz mieć strategię, aby zapewnić, że wyjście z twojego zasilacza pozostanie stabilne podczas pracy. To jest być może najważniejszy punkt w projektowaniu zasilacza, aby dostosować się do różnych źródeł zasilania wejściowego.

Twoje etapy regulatora mogą wymagać sprzężenia zwrotnego z kontrolerem regulatora IC, który następnie używa sygnału PWM, aby zapewnić, że wyjście z twojego regulatora jest utrzymywane na pożądanym napięciu. Pomysł polega na utrzymaniu wyjścia etapu regulatora powyżej napięcia zaniku dla końcowego LDO (patrz powyżej), lub na ustawieniu wyjścia regulatora na określoną wartość. Kontrolery IC są dostępne do tych zadań i mogą być łatwo dodane do projektu regulatora w pętli sprzężenia zwrotnego.

Ocena projektu zasilacza za pomocą symulacji

Po tym, jak skonfigurujesz swoje stopnie regulatora i określisz, jak będzie zachowywać się sygnał zasilający, musisz zweryfikować funkcjonalność swojego projektu przed przystąpieniem do tworzenia układu. To najlepszy moment, aby zbadać projekt zasilacza za pomocą symulatora opartego na SPICE. Gdy Twój edytor schematów zawiera zintegrowane narzędzie do symulacji, będziesz mógł natychmiast uruchomić symulacje DC i mieszane bezpośrednio z danych schematycznych. Po ocenie projektu możesz użyć zintegrowanego narzędzia do przechwytywania schematów, aby rozpocząć układanie zasilacza.

• Praca z symulatorem obwodów bezpośrednio w edytorze schematów pozwala natychmiastowo ocenić nowy projekt zasilacza i ustalić, czy obwody będą działać poprawnie.

  Dowiedz się więcej o używaniu edytora schematów z zintegrowanym symulatorem SPICE.

• Stopnie regulatora w zasilaczu mogą być izolowane lub nieizolowane. Zasilacz izolowany jest bezpieczniejszy, ponieważ zapobiega dotarciu wysokiego napięcia do wyjścia.

  Dowiedz się więcej o zasilaczach izolowanych i nieizolowanych.

• Przechwytywanie schematu to pierwszy krok w procesie tworzenia układu PCB dla projektu zasilacza.

  Dowiedz się więcej o tworzeniu układu PCB z schematu przy użyciu przechwytywania schematu.

Wyniki symulacji MOSFET generowane z edytora schematów w Altium Designer

Najlepsze oprogramowanie ECAD do projektowania zasilaczy

Od edytora schematów po potężne narzędzia CAD, Altium Designer ma wszystko, czego potrzebujesz do projektowania zasilaczy. Edytor schematów zawiera symulator obwodów do oceny funkcjonalności układu, a edytor PCB pozwala na natychmiastowe zaimportowanie schematu do nowego układu. Pozostaniesz najbardziej produktywny, korzystając z Altium Designer.

Zakończ cały projekt PCB w Altium Designer

Chociaż funkcje projektowania schematów i symulacji obwodów w Altium Designer są idealne do projektowania zasilaczy, nie będziesz ograniczony tylko do budowania regulatorów i przetworników. Funkcje projektowania schematów i układów w Altium Designer mogą być używane do tworzenia potężnych nowych produktów w dowolnej aplikacji. Od projektowania wysokiej prędkości/wysokiej częstotliwości po systemy dystrybucji mocy, będziesz miał kompletny zestaw narzędzi do wszystkich aspektów projektowania elektroniki.

Altium Designer to również jedyna platforma, która daje ci funkcje potrzebne do przygotowania płytki do pełnoskalowej produkcji. Altium Designer ułatwia ten proces, integrując wszystkie dane projektowe w jednym miejscu. Nie będziesz musiał używać oddzielnych programów do tworzenia specyfikacji materiałowych, plików Gerber, plików wiertniczych czy rysunków montażowych. Możesz przygotować wszystko, czego potrzebujesz do prototypowania i pełnoskalowej produkcji w Altium Designer.

• Tworzenie schematów, symulacja i układ dla projektowania zasilaczy są niewiarygodnie łatwe w Altium Designer. Silnik projektowy oparty na zasadach w Altium Designer łączy wszystkie funkcje projektowe w jednym programie. Dowiedz się więcej o zintegrowanym środowisku projektowym w Altium Designer.
• Po stworzeniu układu PCB możesz zbadać rozkład mocy na całej płytce za pomocą analizatora PDN w Altium Designer. Możesz zlokalizować punkty gorące na swojej płytce i szybko oraz łatwo skorygować układ, aby je wyeliminować. Dowiedz się więcej o analizatorze PDN w Altium Designer.
• Kiedy będziesz gotowy do produkcji płyt dla swojego nowego projektu zasilacza, możesz natychmiast wysłać wersję projektu do producenta, dodając Altium Concord Pro do Altium Designer. Dowiedz się więcej o dodawaniu Altium Concord Pro do Altium Designer.

Projektowanie zasilaczy w zintegrowanym środowisku pomaga utrzymać produktywność i tworzyć produkty wyższej jakości. Jeśli dopiero zaczynasz korzystać ze zintegrowanego środowiska projektowania PCB, Altium zapewnia Ci potrzebne zasoby do skutecznego projektowania. Będziesz miał dostęp do forum AltiumLive, webinarów i podcastów z ekspertami branżowymi, ogromnej bazy wiedzy z licznymi wskazówkami dotyczącymi projektowania oraz samouczków projektowych. Żadne inne oprogramowanie do projektowania PCB nie inwestuje tak bardzo w Twój sukces.

Altium Designer ustanowił nowy standard w projektowaniu obwodów, układaniu PCB i symulacji. Możesz zastosować przedstawione tutaj wytyczne dotyczące projektowania zasilania i tworzyć inne potężne produkty, korzystając z Altium Designer.

Altium Designer na Altium 365 zapewnia niespotykany dotąd poziom integracji w branży elektronicznej, dotychczas zarezerwowany dla świata rozwoju oprogramowania, umożliwiając projektantom pracę z domu i osiąganie bezprecedensowych poziomów efektywności.

Dopiero zaczynamy odkrywać, co jest możliwe do zrobienia z Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu po bardziej szczegółowy opis funkcji lub jeden z Webinarów na Żądanie.