Projeto de Esquemático de Fonte de Alimentação no Altium Designer

Seja projetando uma fonte de alimentação de bancada para um laboratório de eletrônica, ou precisando desenhar uma fonte de alimentação embutida para um produto de IoT, você precisará de ferramentas de design de PCB de classe mundial. A Altium está aqui para ajudá-lo a planejar sua fonte de alimentação e criar um conjunto de esquemáticos detalhados com recursos poderosos de design e simulação de circuitos. Com os recursos de design esquemático no Altium Designer, você pode criar e simular seu novo design de fonte de alimentação. Você também terá os recursos necessários para buscar componentes e preparar sua nova fonte de alimentação para a fabricação. Nenhuma outra plataforma de design de PCB oferece tantos recursos para o sucesso.

ALTIUM DESIGNER

Uma plataforma de software de design de PCB profissional que integra recursos de design de circuitos com um poderoso editor de PCB e recursos de simulação para design de fonte de alimentação.

Toda placa de circuito precisa de uma fonte de alimentação. Sua estratégia de design de fonte de alimentação pode envolver circuitos integrados ao trabalhar com sinais de baixo nível, mas designs de maior potência precisam de componentes discretos para fornecer a saída de energia e regulação necessárias. Se você está criando um regulador simples usando múltiplos conversores e um LDO, ou está projetando para uma saída de corrente alta, você precisará de um editor de esquemáticos poderoso para criar seu circuito de fonte de alimentação. Dê uma olhada no nosso guia de design de fonte de alimentação abrangente para ver como você pode usar as ferramentas de design no Altium Designer para sua nova placa.

Planejando Seu Design de Fonte de Alimentação

Sua estratégia de fonte de alimentação e regulação envolve várias etapas, e requer considerar sua fonte de alimentação de entrada ao planejar seu novo design. A conversão AC-AC é bastante simples e envolve apenas regulação de aumento ou redução de tensão, possivelmente com um circuito de fator de correção de potência para aumentar a eficiência. Se você está planejando uma fonte de alimentação para conversão AC-DC, seu design de fonte de alimentação será semelhante ao diagrama de blocos abaixo.

Diagrama de blocos de design de fonte de alimentação AC-DC.

Uma vez que você converteu sua entrada AC para DC, você pode seguir a estratégia típica de conversão e regulação DC-DC para obter uma tensão DC estável na corrente desejada. A conversão DC-DC requer a implementação da topologia de fornecimento de energia correta. As topologias mais comuns são buck, boost e buck-boost, mas topologias relacionadas ao fornecimento de energia podem ser usadas para conversão e regulação DC-DC. Note que o fluxograma mostrado abaixo também é usado com fontes de energia DC não reguladas para gerar energia DC estável para seus componentes.

Diagrama de bloco do design de fornecimento de energia DC-DC.

Cada estágio no regulador precisa ser construído a partir de componentes discretos e/ou circuitos integrados que fornecem cada função. Você pode criar um fornecimento de energia a partir de passivos e CI reguladores de potência, ou você pode usar componentes discretos. Diferentes estágios podem ser isolados para prevenir que uma alta tensão alcance a porta de saída, o que elimina um importante risco de segurança. Uma vez que você determinou sua estratégia de conversão e regulação de energia, você precisa escolher seus componentes e criar esquemáticos.

Design de Esquemático para um Novo Fornecimento de Energia

As etapas de conversão e regulação mostradas acima são bem conhecidas e estão disponíveis como designs de referência de vários fabricantes. Você também pode encontrar muitos exemplos de diferentes designs de reguladores e conversores no blog de Design de PCB da Altium. O editor de esquemáticos no Altium Designer permite que você encontre os componentes necessários para sua placa com o painel de busca de Parte do Fabricante. Esses componentes terão símbolos esquemáticos verificados, footprints de PCB e modelos 3D, bem como informações de fornecimento atualizadas com quantidades e preços atualizados.

• Quando você está construindo um novo regulador chaveado, você precisa projetar e simular todos os aspectos do seu novo dispositivo com o melhor editor de esquemáticos.

  Veja um exemplo de projeto de regulador no Altium Designer.

• Seus estágios de conversão e regulação DC-DC requerem a seleção da topologia certa para o seu novo design de fonte de alimentação. Aprenda mais sobre topologias de conversores DC-DC.
• Você pode encontrar os componentes necessários para cada estágio de conversão e regulação no seu design de fonte de alimentação com o painel de busca de Parte do Fabricante no Altium Designer.

  Aprenda mais sobre o painel de busca de Parte do Fabricante no Altium Designer.

Seções de retificador, filtro EMI, PFC e conversor buck de um design de fonte de alimentação no Altium Designer

Projetando Cada Estágio do Regulador

Ao selecionar componentes para o seu projeto de fonte de alimentação, preste muita atenção às especificações importantes nas folhas de dados. Os níveis de tensão/corrente de entrada e saída são bastante importantes, mas você também precisa considerar outros componentes para regulação. Se a sua fonte de alimentação de entrada variar durante a operação, você precisará ter uma estratégia para garantir que a saída da sua fonte de alimentação permaneça estável durante a operação. Este é talvez o ponto mais importante no projeto de uma fonte de alimentação para acomodar diferentes fontes de energia de entrada.

Seus estágios reguladores podem precisar ter um feedback com um controlador de regulador IC, que então usa um sinal PWM para garantir que a saída do seu regulador seja mantida na tensão desejada. A ideia é manter a saída do estágio regulador acima da tensão de queda para o LDO final (veja acima), ou definir a saída do regulador em um valor específico. ICs controladores estão disponíveis para essas tarefas, e eles podem ser facilmente adicionados a um projeto de regulador no loop de feedback.

Avaliando Seu Projeto de Fonte de Alimentação com Simulações

Uma vez que você cascateie seus estágios reguladores e determine como seu sinal de energia de entrada se comportará, você precisará verificar a funcionalidade do seu projeto antes de criar seu layout. Este é o melhor momento para examinar seu projeto de fornecimento de energia com um simulador baseado em SPICE. Quando seu editor esquemático inclui uma ferramenta de simulação integrada, você poderá executar instantaneamente simulações de DC e de sinal misto diretamente a partir dos seus dados esquemáticos. Depois de avaliar seu projeto, você pode usar uma ferramenta integrada de captura esquemática para iniciar o layout do seu fornecimento de energia.

• Trabalhar com um simulador de circuitos diretamente no seu editor esquemático permite que você avalie instantaneamente seu novo projeto de fornecimento de energia e determine que seus circuitos operarão corretamente.

  Saiba mais sobre o uso de um editor esquemático com um simulador SPICE integrado.

• Os estágios reguladores em um fornecimento de energia podem ser isolados ou não isolados. Um fornecimento de energia isolado é mais seguro, pois impede que choques de alta tensão alcancem a saída.

  Saiba mais sobre fornecimentos de energia isolados e não isolados.

• A captura esquemática é o primeiro passo envolvido na criação de um layout de PCB para o seu projeto de fornecimento de energia.

  Saiba mais sobre a criação de um layout de PCB a partir de um esquemático usando captura esquemática.

Resultados de simulação de MOSFET gerados a partir do editor esquemático no Altium Designer

O Melhor Software ECAD para Design de Fonte de Alimentação

Do editor de esquemas às poderosas ferramentas CAD, o Altium Designer tem tudo o que você precisa para o design de fonte de alimentação. O editor de esquemas inclui um simulador de circuitos para avaliar a funcionalidade do circuito, e o editor de PCB permite que você importe instantaneamente seu esquema para um novo layout. Você permanecerá no seu nível mais produtivo quando usar o Altium Designer.

Complete Todo o Seu Design de PCB no Altium Designer

Embora o design de esquemas e as funcionalidades de simulação de circuitos no Altium Designer sejam ideais para o design de fonte de alimentação, você não estará limitado a construir reguladores e conversores. As funcionalidades de design de esquemas e layout no Altium Designer podem ser usadas para criar produtos novos e poderosos em qualquer aplicação. Desde design de alta velocidade/alta frequência até sistemas de distribuição de energia, você terá um conjunto completo de ferramentas para todos os aspectos do design eletrônico.

O Altium Designer é também a única plataforma que oferece os recursos necessários para preparar uma placa para a fabricação em grande escala. O Altium Designer facilita esse processo integrando todos os seus dados de design em um único local. Você não precisará usar programas separados para criar listas de materiais, arquivos Gerber, arquivos de furação ou desenhos de montagem. Você pode preparar tudo o que precisa para prototipagem e fabricação em grande escala no Altium Designer.

• A criação de esquemáticos, simulação e layout para o design de fontes de alimentação são incrivelmente fáceis no Altium Designer. O motor de design baseado em regras do Altium Designer reúne todas as suas funcionalidades de design em um único programa. Saiba mais sobre o ambiente de design integrado no Altium Designer.
• Uma vez que você cria o layout da sua PCB, pode examinar a distribuição de energia por toda a sua PCB com o PDN Analyzer do Altium Designer. Você pode localizar pontos quentes na sua placa e corrigir seu layout para eliminá-los de forma rápida e fácil. Saiba mais sobre o PDN Analyzer no Altium Designer.
• Quando estiver pronto para produzir placas para o seu novo design de fonte de alimentação, você pode enviar instantaneamente a liberação do seu projeto para o seu fabricante quando adicionar o Altium Concord Pro ao Altium Designer. Saiba mais sobre adicionar o Altium Concord Pro ao Altium Designer.

O design de fontes de alimentação em um ambiente integrado ajuda você a permanecer produtivo e a criar produtos de maior qualidade. Se você está apenas começando a usar um ambiente de design de PCB integrado, a Altium oferece os recursos de que você precisa para projetar com sucesso. Você terá acesso ao fórum AltiumLive, webinars e podcasts com especialistas da indústria, uma enorme base de conhecimento com muitas dicas de design e tutoriais de design. Nenhuma outra empresa de software de design de PCB investe tanto no seu sucesso.

Altium Designer estabeleceu um novo padrão em design de circuitos, layout de PCB e simulação. Você pode implementar as diretrizes de design de fonte de alimentação apresentadas aqui e criar outros produtos poderosos quando usa o Altium Designer.

Altium Designer no Altium 365 oferece uma quantidade sem precedentes de integração à indústria eletrônica, até então relegada ao mundo do desenvolvimento de software, permitindo que os designers trabalhem de casa e alcancem níveis de eficiência sem precedentes.

Apenas arranhamos a superfície do que é possível fazer com Altium Designer no Altium 365. Você pode verificar a página do produto para uma descrição mais aprofundada das funcionalidades ou um dos Webinars Sob Demanda.