Полное руководство по проектированию и моделированию фильтров питания

Разработка печатной платы для блока питания может быть такой же сложной, как и проектирование высокоскоростного сетевого оборудования и сложных встроенных систем. Эти конструкции печатных плат должны учитывать ряд особенностей и требований безопасности, особенно при работе с высокими напряжениями и токами на выходе блока питания. Помимо стандартов безопасности, применяемых к печатным платам блоков питания, критически важен выбор компонентов для обеспечения желаемой мощности выхода без излишних шумов, колебаний и генерации тепла.

С правильными инструментами CAD и функциями поиска компонентов легко найти и добавить компоненты в ваши проекты блоков питания. Затем вы можете быстро создать свою компоновку, убедившись, что ваш проект соответствует основным отраслевым стандартам по ЭСР, управлению током и теплом, безопасности и многому другому. Продолжайте читать, чтобы узнать некоторые важные рекомендации по проектированию печатных плат блоков питания и как вы можете обеспечить

ALTIUM DESIGNER^®

Лучшее в отрасли приложение для проектирования и симуляции электроники для профессиональных разработчиков блоков питания.

Фильтры являются чрезвычайно важной схемой с простой функцией: удалять определенное частотное содержание из желаемого электрического сигнала. Как элемент удаления шума и кондиционирования питания в источнике питания, используемые в источниках питания фильтры обычно являются фильтрами нижних частот, предназначенными для передачи постоянного тока к нагрузке. Эти фильтры также могут быть дросселями, которые удаляют общий режим шума с входных или выходных линий источника питания. Поскольку они так важны, разработчикам силовой электроники необходимы инструменты моделирования и проектирования для помощи в разработке, оценке и конструировании фильтров для источников питания.

Схемы фильтров фундаментальны для контроля шума в любой электронной системе, но даже простые схемы фильтров нуждаются в оценке их функциональности. Некоторые из основных инструментов, необходимых инженерам электросистем для проектирования фильтров, включают в себя:

• Утилита для проектирования схем и создания электрических схем, позволяющая выбирать компоненты фильтров и строить конструкции фильтров
• Интегрированный пакет симуляции SPICE для оценки электрической функциональности
• Интегрированные функции захвата схем для импорта посадочных мест компонентов на пустую плату электрической схемы
• Функции поиска компонентов для помощи в нахождении деталей и данных о закупках у крупных дистрибьюторов

С этим полным набором инструментов в Altium Designer, проектирование фильтров питания становится гораздо проще и требует только одного приложения. Следуйте этим рекомендациям по проектированию фильтров питания, чтобы обеспечить низкий уровень шума и желаемую выходную мощность.

Топологии фильтров питания и стратегии проектирования

Любой проект фильтра начинается с учета конкретного типа шума, который необходимо устранить из системы. В проектах питания необходимо учитывать 4 основных типа шума, которые должны быть устранены с помощью фильтрующей схемы. Источники шума и топология фильтра, используемая для их устранения, представлены на изображении ниже:

Из приведенной выше таблицы видно, что фильтрация в блоке питания обычно включает в себя фильтр нижних частот для устранения дифференциального шума и дроссель общего режима для устранения шума общего режима. Конкретная топология обычно представляет собой LC-цепь, но фильтры дифференциального режима могут быть активными фильтрами с операционным усилителем в случаях, когда необходимы петли обратной связи с усилением.

Интегрированные симуляции SPICE для вашего дизайна фильтра питания

Любой фильтр должен пройти множество симуляций, чтобы убедиться, что он обеспечивает желаемую полосу пропускания, спад, затухание и количество полюсов. Основными инструментами для оценки фильтров питания являются развертка по частоте и передаточная функция. Однако также следует проверить выходную мощность, чтобы убедиться, что фильтр не снизит постоянную мощность, таким образом, фильтры питания часто представляют собой LC-цепи с нулевым сопротивлением. Топология вашего фильтра питания может быть тщательно симулирована, когда у вас есть интегрированный пакет SPICE в ваших инструментах проектирования схем и схемотехники.

• При проектировании фильтров SPICE будет стандартным инструментом, который вы используете для оценки функциональности и выходной мощности блока питания.

  Узнайте больше о симуляциях SPICE для проектирования и оценки схем.

• Инструменты для проектирования ваших схем должны поддерживать любую топологию регулятора мощности, а также стандартные компоненты, необходимые для реализации изоляции в целях безопасности в вашем источнике питания.

  Узнайте больше о стандартных изолированных источниках питания.

• Выбранные вами компоненты будут важным фактором надежности и стабильного электрического поведения. Ваши SPICE-симуляции должны учитывать фильтрацию конкретных источников шума и широкополосных ЭМИ.

  Узнайте больше о проектировании и симуляции фильтров ЭМИ в Altium Designer.

Altium Designer включает в себя мощный SPICE-симулятор с функциями сканирования параметров. Вы можете выполнять важные задачи проектирования, такие как определение подходящего размера индуктора для коммутационного регулятора.

Найдите свои компоненты для проектирования источников питания на ПП

Компоненты источника питания должны быть тщательно выбраны для обеспечения электрической функциональности и надежности. Вы можете выбирать компоненты источника питания в программном обеспечении для проектирования ПП, когда у вас есть мгновенный доступ к цепочке поставок электроники через ваши библиотеки компонентов. Altium Designer предоставляет вам этот доступ к цепочке поставок электроники через панель поиска производителей, где вы можете искать компоненты по производителю, номеру части или спецификации. Затем вы можете мгновенно добавить эти детали в ваш BOM и начать размещать их в вашем проекте.

Интегрированный захват схем для ваших цепей источника питания

Не прибегайте к использованию внешних инструментов моделирования для дополнения ваших инструментов проектирования. Вы можете использовать движок SPICE в Altium Designer для моделирования распределения мощности в ваших регуляторных схемах, а также визуализировать важные результаты переходного анализа для выходной мощности вашего проекта. После полной оценки электрического поведения в ваших схемах питания, вы можете использовать интегрированный инструмент захвата схемы для начала разработки вашей печатной платы. Только Altium Designer может провести вас через весь процесс проектирования источника питания без использования внешних программ проектирования и моделирования.

• Ваш редактор схем должен помогать вам оставаться организованным и облегчать импорт вашего проекта в новую компоновку печатной платы с интегрированным захватом схемы.

  Узнайте больше о преимуществах иерархических схем в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат.

• Как только вы используете захват схемы для импорта ваших компонентов в пустую компоновку печатной платы, вам нужно будет следовать важным стандартам проектирования, чтобы обеспечить безопасность и надежность вашей компоновки фильтра питания.

  Узнайте больше о проектировании в соответствии со стандартами IPC-2221 в проектах с высоким напряжением.

• Компоновка печатной платы для вашего источника питания должна включать практики DFM, чтобы обеспечить высокий уровень годности вашей платы на этапе производства.

  Узнайте больше о процессе изготовления печатных плат.

Altium Designer включает все необходимое для обеспечения безопасности и соответствия отраслевым стандартам.

Все инструменты для проектирования фильтров источников питания, которые вам могут понадобиться

Altium Designer является ведущим программным обеспечением для проектирования в области источников питания, встроенных систем, РЧ-продуктов, мобильных устройств, высокоскоростных компьютерных систем и многого другого. Используя Altium Designer, вы получите доступ ко всем необходимым инструментам для проектирования источников питания в удобном интерфейсе.

Основное преимущество Altium Designer перед другими ECAD-приложениями заключается в его интегрированном наборе инструментов. Все необходимое для проектирования силовой электроники и печатных плат для другой передовой электроники включено в одно приложение. Что самое лучшее, вы останетесь продуктивными благодаря движку проектирования, управляемому правилами, и оптимизированному пользовательскому интерфейсу.

Оставайтесь продуктивными с программным обеспечением для проектирования печатных плат, управляемым правилами

Все функции проектирования печатных плат в Altium Designer созданы для совместной работы и помогают обеспечить соответствие вашей платы важным отраслевым стандартам. Любые функциональные и безопасностные стандарты, которые важны для вашего проекта, могут быть определены как правила проектирования, и ваш проект будет проверяться на соответствие этим правилам по мере создания платы. Никакое другое приложение для проектирования печатных плат не помогает оставаться настолько продуктивным и создавать высокоэффективные проекты источников питания.

• Когда вам нужно использовать лучшие функции проектирования и анализа фильтров, обратите внимание на Altium Designer, лидера отрасли в области проектирования и производства печатных плат.

  Узнайте больше о Altium Designer.

• Проектирование и симуляция фильтров становятся простыми с полным набором функций проектирования схем и симуляции в Altium Designer.

  Посмотрите полный набор инструментов для проектирования печатных плат в действии в Altium Designer.

• Платформа Altium 365 упрощает обмен данными проекта и сотрудничество с другими дизайнерами через управляемую облачную платформу.

  Узнайте больше о том, как делиться данными проекта печатной платы с Altium 365.

Создайте и симулируйте фильтр питания для передовых преобразователей мощности в Altium Designer.

Altium Designer предоставляет вам доступ к полному набору инструментов для проектирования печатных плат, которые помогут вам создать высокоэффективные и безопасные конструкции источников питания. Забудьте о использовании нескольких программ для проектирования, размещения и симуляции, используйте лучший в отрасли набор инструментов для проектирования печатных плат в мощном приложении.

Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентный уровень интеграции для электронной промышленности, который до сих пор был ограничен миром разработки программного обеспечения, позволяя дизайнерам работать из дома и достигать беспрецедентных уровней эффективности.

Мы только начали раскрывать возможности использования Altium Designer на Altium 365. Вы можете посетить страницу продукта для более подробного описания функций или один из вебинаров по запросу.