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

    Регуляторы напряжения и планирование запаса мощности с помощью PDN Analyzer

    Altium Designer
    |  20 Марта, 2018

     

    В моём первом проекте обратноходового преобразователя мне был задан запас мощности для проектируемой функциональной части и я должен был учитывать её требования к электропитанию и используемую мной топологию. Я подумал об эффективности удаления тепла из корпуса и старался избежать использования тепловых радиаторов. Также я хотел добиться надёжности и должной глубины регулирования, чтобы регулятор продолжал работать даже когда CPU, память и другие устройства потребляли полную мощность. Я выбрал обратноходовую топологию.

    В те дни инструменты моделирования не были столь элегантно интегрированы в схемотехнический инструментарий, так что я использовал подручные возможности. Я ознакомился с книгой Прессмана “Switching Power Supply Design”. Я использовал заданные требования к проектированию, например, откуда я получаю энергию и куда я ее направляю, чтобы начать свой анализ.

    Выбор правильного регулятора является критически важным для топологии системы электропитания. Но с более четким пониманием того, какие программные функции и инструменты могут помочь в разработке проекта, вы сможете снять значительную нагрузку с подсистемы распределения электропитания в проекте.

    Что такое регуляторы напряжения и как их использовать

    Регуляторы напряжения подобны двигателям в электрическом проектировании. Они получают мощность всей энергии, доступной в вашем проекте и преобразуют её в энергию, которую может использовать функциональная часть. Для многих проектов со смешанными сигналами регуляторы обеспечивают питание CPU, памяти, микросхем управления и разных других схем, поддерживаемых устройством.

    При питании сложных микросхем, таких как CPU, обычно требуется более чем один регулятор напряжения; ядра CPU, чтобы оставаться холодными, питаются небольшим напряжением, так что может потребоваться регулятор с выходным размахом 1,2 В и даже ниже. Выходные каскады CPU могут питаться от напряжения 3,3 В. Некоторые функциональные части могут требовать напряжения 5 В, другие – какого-нибудь еще.

    Было время, когда приходилось ждать готового устройства, прежде чем была возможность оценить общее тепло и тепло, выделяемое регуляторами напряжения. Я помню, видел термопары, присоединяемые непосредственно к микросхемам, так что инженер мог наблюдать тепловые потери в реальном времени. Эта методика не впечатлила бы в настоящее время и не была особенно точна, но позволяла оценить диссипацию тепла в регуляторе.

    Такая неточность приводила, в конце концов, к  необходимости инженеров требовать от своих менеджеров приобретения дорогостоящих ИК-камер для наблюдения плотности распределения тепла на функционирующих платах, что обеспечивало более точное наблюдение тепловой картины в реальном времени.

     

    Примерно так выглядит тепловая картинка печатной платы

     

    В то время начали становится доступными инструменты моделирования, обеспечивающие возможность анализа в процессе технического проектирования, давая разработчику возможность визуализации тепловых уплотнений, их местоположения, предваряя даже постройку аппаратуры и её размещение на испытательном стенде. Нам всем нужно найти время для развития технологии. Как здорово будет сидеть за компьютером и наблюдать распространение токов в запитанной печатной плате?

    Что нужно для проекта?

    Сколько регуляторов необходимо для проекта? Если нужно спроектировать устройство со смешанными сигналами, то может потребоваться несколько регуляторов, чтобы обеспечить электропитание каждой функциональной части. Может потребоваться что-нибудь с небольшим профилем посадочного места, для минимизации фактического занимаемого платой пространства, и при этом потребоваться обеспечить достаточно плотный поток энергии к компонентам.

    Многие проекты в настоящее время требуют регуляторы, которые могут питать большое количество компонентов при низком размахе напряжения питания. Хорошим кандидатом здесь будет регулятор на обратноходовом преобразователе. Регулятор на обратноходовом преобразователе является простой схемой с рядом интересных узлов, которые следует учитывать при размещении на печатной плате.

    Определите правила проектирования печатной платы для подсистемы питания и шумов

    В моём первом проекте я в большей степени полагался на свои знания, вспомогательную литературу и требования проекта, вместе составляющие медленный и методичный процесс. В совокупности с обширным прототипированием, я смог закончить продукт, который функционировал настолько эффективно, насколько это требовалось. Но с правильным программным обеспечением вы сможете настроить правила и ограничения, которые позволят выполнять работу намного проще. Вам нужна специальная трасса для “горячего” узла, и средства проектирования помогут вам здесь.

    Ваш возвратный диод на свободном ходу будет крутиться как будто на танцах в пятницу вечером, и вам нужно дать ему место для этого. Большинство руководств по применению для обратноходовых преобразователей рекомендуют выделять для этой цели даже не трассу, а большой многоугольник. Также нужно держать чувствительные цепи подальше от “горячего” узла, для того чтобы избежать значительных выбросов в сигнальной цепи. Расположите широкие проводники на входе и выходе обратноходового регулятора, чтобы уменьшить плотность тока в соответствующих цепях.

     

    Заставьте программное обеспечение работать на себя – не бойтесь инструментов, которые оно предлагает

     

    Симуляция с использованием PDN Analyzer позволит лучше проработать проект

    Конечно, лучшая часть изучения прошлого – это способность быть благодарным за то, что есть сейчас. С мощным программным обеспечением для проектирования печатных плат вы не просто способны не большее в проектировании – вы можете значительно упростить себе работу с помощью оптимизации использования инструментов и функциональных возможностей.

    Применив симулятор нагрузки к цепям питания, вы сможете наблюдать чувствительные цепи в процессе проектирования. Расположите широкие трассы и дайте возвратному диоду достаточное пространство для рассеивания тепла, а затем запустите симуляцию, чтобы увидеть, правильно ли функционирует схема. Вы сможете не только наблюдать плотности тока и диссипацию тепла – инструмент также подскажет, как регулятор справляется с нагрузкой. Благодаря этому, Altium Designer является мощнейшим программным средством, которое даёт всё необходимое для проектирования.

    Так что когда в другой раз вы будете проектировать регулятор для вашего проекта, используйте PDN Analyzer, чтобы попробовать провести свой эксперимент и убедиться в корректности результатов моделирования. И если вы хотите взять немного попкорна и услышать несколько старых историй о цепях электропитания, сядьте поближе и позвоните эксперту Altium.

    Об авторе

    Об авторе

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

    самые новые материалы

    Вернуться на главную