Guia Completo de Design e Simulação de Filtro de Fonte de Alimentação

Um PCB para uma fonte de alimentação pode ser tão difícil de projetar quanto equipamentos de rede de alta velocidade e sistemas embarcados complexos. Esses designs de placas de circuito precisam levar em conta uma gama de comportamentos e requisitos de segurança, especialmente ao lidar com altas tensões e correntes alcançando a saída da fonte de alimentação. Além dos padrões de segurança envolvidos nos PCBs de fontes de alimentação, a seleção de componentes é crítica para garantir que o design possa fornecer a saída de energia desejada sem ruído excessivo, oscilações e geração de calor.

Com as ferramentas CAD certas e recursos de busca de componentes, é fácil encontrar e adicionar componentes aos seus designs de fonte de alimentação. Você pode então criar rapidamente seu layout enquanto garante que seu design esteja em conformidade com os padrões industriais básicos sobre ESD, gerenciamento de corrente e térmico, segurança e muito mais. Continue lendo para ver algumas diretrizes importantes sobre o design de PCB de fonte de alimentação e como você pode garantir

ALTIUM DESIGNER^®

A melhor aplicação de design e simulação eletrônica da indústria para designers profissionais de fontes de alimentação.

Filtros são um circuito extremamente importante com uma função simples: remover parte do conteúdo de frequência de um sinal elétrico desejado. Como um elemento de remoção de ruído e condicionamento de energia em uma fonte de alimentação, os filtros usados em fontes de alimentação são normalmente filtros de passa-baixa projetados para passar corrente contínua para uma carga. Esses filtros também podem ser indutores que removem ruídos de modo comum das linhas de entrada ou saída de uma fonte de alimentação. Por serem tão importantes, os projetistas de eletrônica de potência precisam de ferramentas de simulação e layout para ajudá-los a projetar, avaliar e construir filtros para fontes de alimentação.

Os circuitos de filtro são fundamentais para controlar o ruído em qualquer sistema eletrônico, mas até os circuitos de filtro mais simples precisam ser avaliados quanto à funcionalidade. Algumas das ferramentas básicas de que os engenheiros de sistemas de potência precisam para o projeto de filtros são:

• Uma utilidade de design de circuitos e criação de esquemáticos para selecionar componentes de filtro e construir projetos de filtros
• Um pacote de simulação SPICE integrado para avaliar a funcionalidade elétrica
• Funções integradas de captura de esquemáticos para importar footprints de PCB para um layout de placa de circuito em branco
• Recursos de sourcing de componentes para ajudar a encontrar peças e dados de aquisição para grandes distribuidores

Com este conjunto de ferramentas completo no Altium Designer, o design de filtro de fonte de alimentação fica muito mais fácil e requer apenas uma única aplicação. Siga estas diretrizes para o design de filtro de fonte de alimentação para garantir que seus projetos terão baixo ruído e a saída de energia desejada.

Topologias e Estratégias de Design de Filtro de Fonte de Alimentação

Qualquer design de filtro começa considerando o tipo específico de ruído que precisa ser removido do sistema. Os designs de fonte de alimentação precisam considerar 4 tipos gerais de ruído que devem ser removidos com um circuito de filtro. Estas fontes de ruído e a topologia de filtro usada para eliminá-las são resumidas na imagem abaixo:

A partir da tabela acima, vemos que a filtragem de fonte de alimentação geralmente envolve um filtro passa-baixa para remover ruído em modo diferencial e um indutor de modo comum para remover ruído em modo comum. A topologia específica envolvida é geralmente um circuito LC, mas os filtros de modo diferencial podem ser um filtro ativo com um op-amp em casos onde são necessários laços de feedback com ganho.

Simulações SPICE Integradas para o Design do Seu Filtro de Fonte de Alimentação

Qualquer filtro precisará passar por múltiplas simulações para garantir que ele forneça a largura de banda desejada, atenuação de rolloff, e número de polos. Uma varredura de frequência e função de transferência são as principais ferramentas usadas para avaliar filtros de fonte de alimentação. No entanto, a saída de energia também deve ser examinada para garantir que o filtro não reduzirá a potência DC, assim os filtros de fonte de alimentação são frequentemente circuitos LC com resistência zero. A topologia do seu filtro de fonte de alimentação pode ser completamente simulada quando você tem um pacote SPICE integrado em suas ferramentas de design de circuito e esquemático.

• Ao projetar filtros, SPICE será a ferramenta padrão que você usará para avaliar a funcionalidade da fonte de alimentação e a saída de energia.

  Saiba mais sobre simulações SPICE para design e avaliação de circuitos.

• Suas ferramentas de design de circuitos devem suportar qualquer topologia de regulador de potência, bem como os componentes padrão necessários para implementar isolamento por motivos de segurança em sua fonte de alimentação.

  Saiba mais sobre fontes de alimentação isoladas padrão.

• Os componentes que você selecionar serão um determinante importante para a confiabilidade e o comportamento elétrico estável. Suas simulações SPICE devem analisar a filtragem de fontes específicas de ruído e EMI de banda larga.

  Saiba mais sobre design e simulação de filtro EMI no Altium Designer.

O Altium Designer inclui um poderoso simulador SPICE com recursos de varredura de parâmetros. Você pode realizar tarefas de design importantes, como determinar o tamanho certo do indutor para um regulador chaveado.

Encontre Seus Componentes para Projetos de Fonte de Alimentação de PCB

Os componentes da fonte de alimentação precisam ser cuidadosamente escolhidos para garantir a função elétrica e a confiabilidade. Seus componentes de fonte de alimentação podem ser selecionados no seu software de design de PCB quando você tem acesso instantâneo à cadeia de suprimentos eletrônicos através de suas bibliotecas de componentes. O Altium Designer oferece esse acesso à cadeia de suprimentos eletrônicos através do painel de Busca de Partes do Fabricante, onde você pode procurar componentes por fabricante, número da peça ou especificação. Você pode então adicionar instantaneamente essas partes ao seu BOM e começar a colocá-las em seu design.

Captura Esquemática Integrada para Seus Circuitos de Fonte de Alimentação

Não recorra a complementar suas ferramentas de design com ferramentas de simulação externas. Você pode usar o motor SPICE no Altium Designer para simular a distribuição de energia nos seus circuitos reguladores, e pode visualizar resultados importantes de análise transitória para a saída de energia no seu design. Após avaliar completamente o comportamento elétrico nos seus circuitos de fornecimento de energia, você pode usar uma ferramenta integrada de captura esquemática para iniciar o layout da sua PCB. Somente o Altium Designer pode guiá-lo por todo o processo de design de fornecimento de energia sem nenhum programa externo de design e simulação.

• Seu editor esquemático deve ajudá-lo a se manter organizado e facilitar a importação do seu design para um novo layout de placa de circuito com captura esquemática integrada.

  Descubra mais sobre as vantagens dos esquemáticos hierárquicos no seu software de design de PCB.

• Uma vez que você use a captura esquemática para importar seus componentes para um layout de PCB em branco, você precisará seguir padrões de design importantes para garantir que o layout do seu filtro de fornecimento de energia seja seguro e confiável.

  Descubra mais sobre o design conforme os padrões IPC-2221 em designs de alta tensão.

• O layout da PCB para o seu fornecimento de energia deve incorporar práticas de DFM para garantir que sua placa possa passar pela fabricação com alto rendimento.

  Descubra mais sobre o processo de fabricação de PCB.

O Altium Designer inclui tudo o que é necessário para garantir segurança e conformidade com os padrões da indústria.

Todas as Ferramentas de Design de Filtro de Fonte de Alimentação que Você Precisa

O Altium Designer é o principal software de design da indústria para fontes de alimentação, sistemas embarcados, produtos RF, dispositivos móveis, sistemas de computadores de alta velocidade e muito mais. Ao usar o Altium Designer, você terá acesso a todas as ferramentas necessárias para o design de fontes de alimentação em uma interface amigável.

A principal vantagem do Altium Designer sobre outras aplicações ECAD é seu conjunto de ferramentas integrado. Tudo o que é necessário para projetar eletrônicos de potência e PCBs para outros eletrônicos avançados está incluído em uma única aplicação. Melhor de tudo, você permanecerá produtivo graças ao motor de design baseado em regras subjacente e à interface de usuário simplificada.

Mantenha-se Produtivo com Software de Design de PCB Baseado em Regras

Todas as funcionalidades de design de PCB no Altium Designer foram construídas para trabalhar juntas e ajudar a garantir que sua placa esteja em conformidade com importantes padrões da indústria. Quaisquer padrões de funcionalidade e segurança que sejam importantes para o seu design podem ser definidos como regras de design, e seu design será verificado contra suas regras de design à medida que você cria sua placa. Nenhuma outra aplicação de design de PCB ajuda você a permanecer tão produtivo e a construir designs de fontes de alimentação altamente eficientes.

• Quando você precisa usar os melhores recursos de design para projeto e análise de filtros, recorra ao Altium Designer, o líder do setor em design e fabricação de PCB.

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• O projeto e a simulação de filtros são fáceis com o conjunto completo de recursos de design de circuitos e simulação no Altium Designer.

  Veja o conjunto completo de ferramentas de design de PCB em ação no Altium Designer.

• A plataforma Altium 365 facilita o compartilhamento de dados de projetos e a colaboração com outros designers por meio de uma plataforma de nuvem gerenciada.

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Construa e simule um filtro de fornecimento de energia para conversores de energia avançados no Altium Designer.

O Altium Designer oferece acesso a um conjunto completo de ferramentas de design de PCB que ajudam você a criar projetos de fornecimento de energia altamente eficientes e seguros. Esqueça de usar múltiplos programas para design, layout e simulação, use o melhor conjunto de ferramentas de design de PCB do setor em uma aplicação poderosa.

O Altium Designer no Altium 365 oferece um nível de integração sem precedentes à indústria eletrônica, até então relegado 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 o Altium Designer no Altium 365. Você pode verificar a página do produto para uma descrição mais detalhada das funcionalidades ou um dos Webinars Sob Demanda.