Пробная версия

Загрузите бесплатную пробную версию, чтобы оценить возможности ПО Altium

Как приобрести

Свяжитесь с региональным представительством, чтобы начать улучшение процесса проектирования

Загрузки

Загрузите самые новые системы проектирования электроники

  • Проектирование плат
  • Altium Designer

    Единая среда проектирования схем и плат

  • CircuitStudio

    Профессиональный инструмент разработки печатных плат, готовый к работе

  • CircuitMaker

    Хорошо налаженный инструмент PCB Design, созданный специально для вашего сообщества

  • NEXUS

    Быстрое и гибкое проектирование в команде

  • ОБЛАЧНАЯ ПЛАТФОРМА
  • Altium 365

    Синхронизация проектирования и производства печатных узлов

  • Управление компонентами
  • Altium Concord Pro

    Комплексное решение для управления библиотеками

  • Octopart

    Обширная и простая в использовании база данных компонентов

  • Дополнительные модули
  • PDN Analyzer

    Визуальный анализ цепей доставки питания

  • Все модули
  • Разработка встроенного ПО
  • TASKING

    Широко известная среда разработки встроенного ПО

  • Учебные курсы
  • Очные курсы

    Узнайте о лучших практиках на тренингах, доступных по всему миру

  • Курсы по запросу

    Получите полноценное обучение прямо из дома или офиса

  • ОНЛАЙН-ПРОСМОТР
  • Altium 365 Viewer

    Самый простой способ онлайн-визуализации проектных данных

  • Altium Designer 20

    Самая мощная, современная и простая в использовании система проектирования печатных плат для профессионалов

    ALTIUMLIVE

    Ежегодная конференция по проектированию печатных плат

    • Форум

      Место для общения пользователей и поклонников Altium

    • Блог

      Статьи на интересные вам темы

    • Идеи

      Присылайте идеи и голосуйте за новые функции, которые вы хотели бы видеть среди инструментов Altium.

    • Исправление ошибок – Bug Crunch

      Направляйте запросы на исправление ошибок, чтобы помочь сделать решения Altium лучше

    • Лента новостей

      События на AltiumLive, в которых вы участвуете или за которыми следите.

    • Программа бета-тестирования

      Информация об участии в программе бета-тестирования и о получении раннего доступа к решениям Altium.

    Все ресурсы

    Изучите избранные материалы из блога, социальных сетей и технических документов, собранных в одном месте для вашего удобства

    Загрузки

    Загрузите необходимые вам продукты

    Как приобрести

    Свяжитесь с региональным представительством, чтобы начать улучшение процесса проектирования

    • Документация

      Портал документации, где вы можете найти исчерпывающую информацию по нужной версии системы

    • Курсы и мероприятия

      Посмотрите расписание и зарегистрируйтесь на очное или онлайн-обучение

    • Ресурсы для проектирования

      Изучите наши бесплатные ресурсы для проектирования: компоненты, шаблоны, примеры проектов

    • Вебинары

      Зарегистрируйтесь на вебинар или получите доступ к записи вебинаров

    • Поддержка

      Свяжитесь с технической поддержкой или воспользуйтесь сервисами самообслуживания

    • Руководства

      Прочитайте или загрузите руководства и инструкции по решениям Altium

    • Видео-библиотека

      Краткие видеоуроки на определенные темы для быстрого начала работы в Altium Designer

    Как проблема распределения питания электролитических конденсаторов почти вывела из строя здание

    Altium Designer
    |  20 Марта, 2018

    Недавно я наткнулся на интересную историю о котельной системе, которая не запустилась под пристальным наблюдением представителя TDK-Lambda, а решение было найдено только специалистом по обслуживанию здания. История начинается с отключения стареющего котла в разгар лютой британской зимы, что требовалось заменой семилетних радиаторов. После ремонта и замены котел был включён, но он не запустился.

    Услышав разговоры о дополнительных материальных и временных затратах и не желая больше ждать возвращения тепла в своём здании, техник поднялся на чердак с представителем TDK-Lambda, чтобы изучить проблему. После показа подозрительной панели техник включил небольшой электрический нагревательный вентилятор, направил его на источник питания, и через двадцать минут котёл заработал.

    Почему проблему удалось решить таким простым решением? Ответ находится в электролитических конденсаторах малого диаметра в источнике питания.

    Электролитические конденсаторы: решение раскрыто

    Часто в источниках питания высокого напряжения, общей практикой является применение громоздких алюминиевых электролитических конденсаторов с диаметром 10 мм и даже достигающих 50 мм. Такие большие конденсаторы, что неудивительно, хорошо подходят для подобных применений, благодаря отличной ёмкости, а также способности гасить пульсации напряжения.

    К тому же такие конденсаторы обеспечивают устойчивую работу источника питания даже в случае короткого замыкания по входной линии питания переменного тока, что является важным для обеспечения надёжности котла. Конечно не хотелось бы, чтобы котлы отказывали зимой в морозы.

    Такие конденсаторы имеют ряд ограничений по причине большого размера. Рассматривая спецификации изготовителя можно найти ключевые качества, являющие их сильные и слабые стороны.

    Размер в обмен на правильную работу в цепях питания?

    Чаще всего во внимание принимается время жизни алюминиевых электролитических конденсаторов. По истечении времени жизни беспокойство в отношении больших конденсаторов начинает вызывать снижение надёжности при повышенной температуре. Электролит постепенно испаряется вследствии диффузии через резиновые уплотнения, что выражается в потере ёмкости и снижении эквивалентного последовательного сопротивления (ESR).

    Для таких конденсаторов деградация может уменьшать время установления источника питания и, как следствие старения, увеличение пульсаций выходного напряжения может достигнуть точки нестабильной работы источника питания. Очевидно, что это будет проблемой для любой системы, не говоря уже о нашем холодном здании котельной.

    Решением запроса рынка было отреагировать долгоживущими при высоких температурах конденсаторами. К тому же мы часто недооцениваем важность конденсаторов в схемах запуска и обслуживания. С такими экономически оправданными долгоживущими конденсаторами мы обязаны увидеть лучшую системную эффективность, не так ли? Не совсем.

     

    Компромиссы срабатывают при обмене размера на правильность функционирования… иногда.

     

    Дьявол в деталях распределения питания

    Учёт нескольких нюансов проектирования может иногда дать результат положительного улучшения эффективности системы. Но даже немного переменных – это слишком много, и можно в результате получить неправильную работу устройства.

    Если взглянуть в спецификации изготовителей долгоживущих конденсаторов, то можно увидеть, например, что конденсатор 12,5 мм может иметь срок службы около 10 тысяч часов при температуре 105 градусов Цельсия. В той же серии конденсатор с диаметром 6,3 мм при той же температуре может иметь срок службы только 4 тысячи часов. В нашей котельной, работающей 24 часа в сутки, этот срок соответствует лишь 6 месяцам. После этого срока, конденсатор в лучшем случае будет иметь 75% от первоначальной ёмкости.

    К тому же не так часто можно видеть маленькие конденсаторы около главного трансформатора источника питания, а также в горячем окружении, следовательно, наш обзор упускает эту часть качеств конденсаторов.

    Назад к котлу

    Стартовые цепи очень близки и важны котлу, который сообщает высокую температуру конденсатору. Это даёт эффект существенного снижения напряжения с годами, которые служил котёл.

    Это может не представлять проблемы, пока котёл функционирует, однако, зная то, что источник питания начинает перезапускаться только после некоторого определённого порогового напряжения, которое накапливается в предшествующих конденсаторах (с уже пониженным значением ёмкости в условиях повышенной температуры), было бы разумно, если бы попытка перезапустить этот источник питания в разгар зимнего холода не сработала бы столь успешно.

    Поэтому техник решил просто нагреть конденсатор настолько, чтобы был достигнут надлежащий порог напряжения для источника питания, чтобы затем он снова пришёл в себя и снова стал функционировать.

    Выученный урок

    Несмотря на то, как весела и увлекательна была эта загадка, остался неотвеченным вопрос, какие уроки мы можем извлечь из всего этого и как мы можем улучшить проекты в будущем. Для начала я рекомендую нанять техников, похожих на учёных, которые будет заниматься вашими проектами. Это обеспечит критически важный уровень изобретательности.

    После этого, следует быть уверенным, что изученные мелкие особенности (особенно для “экономичных”, долгоживущих конденсаторов) внутри источников питания и цепях распределения питания будут абсолютно учтены. Проверьте спецификации. Проверьте требования к окружающим условиям. Не скупитесь, чтобы сэкономить всего несколько долларов. Иначе можете оказаться посреди зимы с растерянным представителем TDK-Lambda.

     

    Цепи распределения питания конденсаторов могут иногда быть такими же запутанными, как математика уровня докторов наук.

     

    К тому же, используя программное обеспечение для анализа электрических режимов схемы, мы сможем выполнить её моделирование для различных условий окружающей среды, даже с учетом эффектов старения, таких как уменьшение ёмкости электролитических конденсаторов.

    Программное обеспечение, такое как имитатор электрических схем Altium Mixed Sim в Altium Designer, феноменально подходит для такого анализы, позволяя выполнять расчёты при изменении глобальной температуры схемы, расчёты при изменении параметров компонентов, расчёты с учётом технологического разброса параметров компонентов.

    Чтобы услышать больше примеров или узнать о том, как Altium может сделать ваши схемы выверенными и работоспособными, поговорите с экспертом Altium сегодня!

    Об авторе

    Об авторе

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

    самые новые материалы

    Вернуться на главную