Kompletny przewodnik po projektowaniu i symulacji filtrów zasilania

Projektowanie PCB dla zasilacza może być równie trudne, co projektowanie wysokowydajnego sprzętu sieciowego i złożonych systemów wbudowanych. Te projekty płytek drukowanych muszą uwzględniać szereg zachowań i wymagań bezpieczeństwa, szczególnie przy obchodzeniu się z wysokimi napięciami i prądami osiągającymi wyjście zasilacza. Oprócz norm bezpieczeństwa dotyczących PCB zasilaczy, krytyczny jest wybór komponentów, aby zapewnić, że projekt będzie mógł dostarczyć pożądaną moc wyjściową bez nadmiernego szumu, dzwonienia i generowania ciepła.

Z odpowiednimi narzędziami CAD i funkcjami doboru komponentów łatwo jest znaleźć i dodać komponenty do projektów zasilaczy. Możesz wtedy szybko stworzyć swój układ, jednocześnie zapewniając, że twój projekt jest zgodny z podstawowymi normami branżowymi dotyczącymi ESD, zarządzania prądem i temperaturą, bezpieczeństwa i wielu innych. Czytaj dalej, aby zobaczyć kilka ważnych wytycznych dotyczących projektowania PCB zasilaczy i jak możesz zapewnić

ALTIUM DESIGNER^®

Najlepszą w branży aplikację do projektowania i symulacji elektroniki dla profesjonalnych projektantów zasilaczy.

Filtry to niezwykle ważne układy o prostej funkcji: usuwają pewną zawartość częstotliwościową z pożądanego sygnału elektrycznego. Jako element usuwania szumów i kondycjonowania mocy w zasilaczu, filtry używane w zasilaczach to zazwyczaj filtry dolnoprzepustowe zaprojektowane do przekazywania prądu stałego do obciążenia. Mogą to być również dławiki usuwające szumy wspólne z linii wejściowych lub wyjściowych zasilacza. Ponieważ są one tak ważne, projektanci elektroniki mocy potrzebują narzędzi do symulacji i projektowania układów, aby pomóc im projektować, oceniać i konstruować filtry do zasilaczy.

Układy filtrów są fundamentalne do kontrolowania szumów w każdym systemie elektronicznym, ale nawet proste układy filtrów muszą być oceniane pod kątem funkcjonalności. Niektóre z podstawowych narzędzi, których potrzebują inżynierowie systemów zasilania do projektowania filtrów to:

• Narzędzie do projektowania obwodów i tworzenia schematów, umożliwiające wybór komponentów filtrów i budowanie projektów filtrów
• Zintegrowany pakiet symulacji SPICE do oceny funkcjonalności elektrycznej
• Zintegrowane funkcje przechwytywania schematów umożliwiające importowanie obrysów PCB do pustego układu płytki drukowanej
• Funkcje wyszukiwania komponentów, które pomagają znaleźć części i dane dotyczące zakupów od głównych dystrybutorów

Z tym kompletnym zestawem narzędzi w Altium Designer, projektowanie filtrów zasilania jest znacznie łatwiejsze i wymaga tylko jednej aplikacji. Postępuj zgodnie z tymi wytycznymi dotyczącymi projektowania filtrów zasilania, aby zapewnić swoim projektom niski poziom szumów i pożądane wyjście mocy.

Topologie i strategie projektowania filtrów zasilania

Każdy projekt filtru rozpoczyna się od rozważenia konkretnego typu szumów, które należy usunąć z systemu. Projekty zasilania muszą uwzględnić 4 ogólne typy szumów, które powinny być usunięte za pomocą obwodu filtrującego. Źródła szumów i topologia filtru używana do ich eliminacji są podsumowane na poniższym obrazie:

Z powyższej tabeli wynika, że filtrowanie zasilania zazwyczaj obejmuje filtr dolnoprzepustowy do usuwania szumów różnicowych oraz dławik trybu wspólnego do eliminacji szumów trybu wspólnego. Konkretna topologia to zazwyczaj obwód LC, ale filtry różnicowe mogą być aktywnym filtrem z wzmacniaczem operacyjnym w przypadkach, gdy potrzebne są pętle sprzężenia zwrotnego z wzmocnieniem.

Zintegrowane symulacje SPICE dla projektowania filtrów zasilania

Każdy filtr musi przejść wiele symulacji, aby upewnić się, że zapewnia pożądane pasmo przenoszenia, nachylenie charakterystyki, tłumienie i liczbę biegunów. Pomiar zmiany częstotliwości i funkcja przenoszenia to główne narzędzia używane do oceny filtrów zasilania. Jednak należy również zbadać moc wyjściową, aby upewnić się, że filtr nie zmniejszy mocy DC, dlatego filtry zasilania często są obwodami LC z zerowym oporem. Topologia filtra zasilania może być dokładnie symulowana, gdy masz zintegrowany pakiet SPICE w swoich narzędziach do projektowania obwodów i schematów.

• Projektując filtry, SPICE będzie standardowym narzędziem, którego użyjesz do oceny funkcjonalności zasilania i mocy wyjściowej.

  Dowiedz się więcej o symulacjach SPICE dla projektowania i oceny obwodów.

• Twoje narzędzia do projektowania obwodów powinny wspierać dowolną topologię regulatora mocy, jak również standardowe komponenty potrzebne do implementacji izolacji ze względów bezpieczeństwa w zasilaczu.

  Dowiedz się więcej o standardowych izolowanych zasilaczach.

• Komponenty, które wybierzesz, będą głównym czynnikiem decydującym o niezawodności i stabilnym zachowaniu elektrycznym. Twoje symulacje SPICE powinny analizować filtrowanie konkretnych źródeł szumów i szerokopasmowych EMI.

  Dowiedz się więcej o projektowaniu i symulacji filtrów EMI w Altium Designer.

Altium Designer zawiera potężny symulator SPICE z funkcjami przeglądu parametrów. Możesz wykonywać ważne zadania projektowe, takie jak określanie odpowiedniego rozmiaru dławika dla regulatora przełączającego.

Znajdź swoje komponenty do projektów zasilaczy PCB

Komponenty zasilające muszą być starannie dobrane, aby zapewnić funkcję elektryczną i niezawodność. Możesz wybrać komponenty zasilające w swoim oprogramowaniu do projektowania PCB, gdy masz natychmiastowy dostęp do łańcucha dostaw elektroniki przez swoje biblioteki komponentów. Altium Designer daje Ci ten dostęp do łańcucha dostaw elektroniki poprzez panel Wyszukiwania Części Producenta, gdzie możesz szukać komponentów według producenta, numeru części lub specyfikacji. Następnie możesz natychmiast dodać te części do swojego BOM i zacząć umieszczać je w swoim projekcie.

Zintegrowane przechwytywanie schematów dla Twoich obwodów zasilających

Nie uciekaj się do rozszerzania swoich narzędzi projektowych o zewnętrzne narzędzia symulacyjne. Możesz użyć silnika SPICE w Altium Designer, aby symulować rozprowadzanie mocy w twoich obwodach regulatorów, oraz możesz wizualizować ważne wyniki analizy przejściowej dla wyjścia mocy w twoim projekcie. Po pełnej ocenie zachowania elektrycznego w twoich obwodach zasilania, możesz użyć zintegrowanego narzędzia do przechwytywania schematów, aby rozpocząć układanie PCB. Tylko Altium Designer może przeprowadzić cię przez cały proces projektowania zasilania bez żadnych zewnętrznych programów projektowych i symulacyjnych.

• Twój edytor schematów powinien pomagać ci pozostać zorganizowanym i ułatwić importowanie projektu do nowego układu płytki drukowanej z zintegrowanym przechwytywaniem schematów.

  Dowiedz się więcej o zaletach hierarchicznych schematów w twoim oprogramowaniu do projektowania PCB.

• Po użyciu przechwytywania schematów do importowania komponentów na pustą płytę PCB, będziesz musiał przestrzegać ważnych standardów projektowych, aby zapewnić bezpieczeństwo i niezawodność układu filtrów zasilania.

  Dowiedz się więcej o projektowaniu zgodnie ze standardami IPC-2221 w projektach wysokiego napięcia.

• Układ PCB dla twojego zasilacza powinien włączać praktyki DFM (Design for Manufacturability), aby zapewnić, że twoja płyta może przejść przez proces fabrykacji z wysoką wydajnością.

  Dowiedz się więcej o procesie fabrykacji PCB.

Altium Designer zawiera wszystko, co jest potrzebne do zapewnienia bezpieczeństwa i zgodności ze standardami branżowymi.

Wszystkie narzędzia do projektowania filtrów zasilania, których potrzebujesz

Altium Designer to wiodące oprogramowanie do projektowania dla zasilaczy, systemów wbudowanych, produktów RF, urządzeń mobilnych, szybkich systemów komputerowych i wielu innych. Korzystając z Altium Designer, uzyskasz dostęp do wszystkich narzędzi potrzebnych do projektowania zasilania w przyjaznym interfejsie użytkownika.

Główną zaletą Altium Designer w porównaniu z innymi aplikacjami ECAD jest zintegrowany zestaw narzędzi. Wszystko, co jest potrzebne do projektowania elektroniki mocy i PCB dla innych zaawansowanych elektronik, jest zawarte w jednej aplikacji. Co najlepsze, dzięki bazującemu na regułach silnikowi projektowemu i uproszczonemu interfejsowi użytkownika, zachowasz wysoką produktywność.

Zachowaj produktywność dzięki oprogramowaniu do projektowania PCB opartemu na regułach

Wszystkie funkcje projektowania PCB w Altium Designer zostały stworzone, aby współpracować ze sobą i pomóc zapewnić zgodność Twojej płyty z ważnymi standardami branżowymi. Wszelkie funkcjonalne i bezpieczeństwa standardy, które są ważne dla Twojego projektu, mogą być zdefiniowane jako reguły projektowe, a Twój projekt będzie sprawdzany pod kątem tych reguł podczas tworzenia płyty. Żadna inna aplikacja do projektowania PCB nie pomaga utrzymać takiej produktywności i tworzyć wysoce efektywne projekty zasilania.

• Gdy potrzebujesz korzystać z najlepszych funkcji projektowania i analizy filtrów, zwróć się do Altium Designer, lidera branży w projektowaniu i produkcji PCB.

  Dowiedz się więcej o Altium Designer.

• Projektowanie i symulacja filtrów są łatwe dzięki kompletnemu zestawowi funkcji projektowania obwodów i symulacji w Altium Designer.

  Zobacz w akcji kompletny zestaw narzędzi do projektowania PCB w Altium Designer.

• Platforma Altium 365 ułatwia udostępnianie danych projektowych i współpracę z innymi projektantami za pośrednictwem zarządzanej platformy w chmurze.

  Dowiedz się więcej o udostępnianiu danych projektu PCB za pomocą Altium 365.

Zbuduj i zasymuluj filtr zasilający dla zaawansowanych przetwornic mocy w Altium Designer.

Altium Designer daje dostęp do pełnego zestawu narzędzi do projektowania PCB, które pomagają tworzyć wysoce wydajne i bezpieczne projekty zasilania. Zapomnij o używaniu wielu programów do projektowania, układu i symulacji, użyj najlepszego zestawu narzędzi do projektowania PCB w branży w potężnej aplikacji.

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

Dotknęliśmy tylko powierzchni możliwości, jakie oferuje Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu, aby uzyskać bardziej szczegółowy opis funkcji, lub jeden z webinarów na żądanie.