Thiết kế Sơ đồ Nguồn cung cấp trong Altium Designer

Dù bạn đang thiết kế một nguồn cung cấp điện cho phòng thí nghiệm điện tử, hay bạn cần thiết kế một nguồn cung cấp điện nhúng cho một sản phẩm IoT, bạn sẽ cần một số công cụ thiết kế PCB hàng đầu thế giới. Altium ở đây để giúp bạn lập kế hoạch cho nguồn cung cấp điện của mình và tạo ra một bộ sơ đồ chi tiết với các tính năng thiết kế và mô phỏng mạch mạnh mẽ. Với các tính năng thiết kế sơ đồ trong Altium Designer, bạn có thể tạo và mô phỏng thiết kế nguồn cung cấp điện mới của mình. Bạn cũng sẽ có các tính năng bạn cần để tìm nguồn cung cấp linh kiện và chuẩn bị nguồn cung cấp điện mới của bạn cho quá trình sản xuất. Không có nền tảng thiết kế PCB nào khác cung cấp cho bạn nhiều tính năng thành công như vậy.

ALTIUM DESIGNER

Một nền tảng phần mềm thiết kế PCB chuyên nghiệp tích hợp các tính năng thiết kế mạch với một trình biên tập PCB mạnh mẽ và các tính năng mô phỏng cho thiết kế nguồn cung cấp điện.

Mỗi bo mạch in cần một nguồn cung cấp điện. Chiến lược thiết kế nguồn cung cấp điện của bạn có thể bao gồm mạch tích hợp khi làm việc với tín hiệu mức thấp, nhưng các thiết kế công suất cao cần các thành phần rời rạc để cung cấp công suất đầu ra và điều chỉnh cần thiết. Dù bạn đang tạo một bộ điều chỉnh đơn giản sử dụng nhiều bộ chuyển đổi và một LDO, hay bạn đang thiết kế cho đầu ra dòng điện cao, bạn sẽ cần một trình biên tập sơ đồ mạch mạnh mẽ để tạo ra mạch nguồn cung cấp điện của mình. Hãy xem qua hướng dẫn thiết kế nguồn cung cấp điện toàn diện của chúng tôi để xem bạn có thể sử dụng các công cụ thiết kế trong Altium Designer cho bo mạch mới của mình như thế nào.

Lập Kế Hoạch Thiết Kế Nguồn Cung Cấp Điện

Chiến lược nguồn cung cấp và điều chỉnh điện của bạn bao gồm nhiều giai đoạn, và nó đòi hỏi phải xem xét nguồn điện đầu vào của bạn khi lập kế hoạch cho thiết kế mới. Chuyển đổi AC-AC khá đơn giản và chỉ liên quan đến điều chỉnh tăng hoặc giảm, có thể kèm theo mạch yếu tố sửa chữa công suất để tăng hiệu suất. Nếu bạn đang lên kế hoạch cho một nguồn cung cấp điện từ AC-DC, thiết kế nguồn cung cấp điện của bạn sẽ tương tự như sơ đồ khối dưới đây.

Sơ đồ khối thiết kế nguồn cung cấp điện AC-DC.

Sau khi bạn đã chuyển đổi nguồn vào AC thành DC, bạn có thể tuân theo chiến lược chuyển đổi và điều chỉnh DC-DC thông thường để xuất ra điện áp DC ổn định với dòng điện mong muốn. Chuyển đổi DC-DC đòi hỏi việc áp dụng cấu trúc nguồn điện phù hợp. Các cấu trúc phổ biến nhất là buck, boost và buck-boost, nhưng các cấu trúc nguồn điện liên quan khác cũng có thể được sử dụng cho chuyển đổi và điều chỉnh DC-DC. Lưu ý rằng sơ đồ luồng dưới đây cũng được sử dụng với nguồn điện DC không được điều chỉnh để tạo ra nguồn điện DC ổn định cho các thành phần của bạn.

Sơ đồ khối thiết kế nguồn điện DC-DC.

Mỗi giai đoạn trong bộ điều chỉnh cần được xây dựng từ các thành phần rời rạc và/hoặc mạch tích hợp cung cấp từng chức năng. Bạn có thể tạo ra một nguồn điện từ các linh kiện thụ động và IC điều chỉnh nguồn điện, hoặc bạn có thể sử dụng các thành phần rời rạc. Các giai đoạn khác nhau có thể được cách ly để ngăn điện áp cao tiếp cận cổng ra, loại bỏ một nguy cơ an toàn quan trọng. Sau khi bạn đã xác định chiến lược chuyển đổi và điều chỉnh nguồn điện của mình, bạn cần chọn các thành phần và tạo sơ đồ.

Thiết kế Sơ đồ cho Nguồn Điện Mới

Các giai đoạn chuyển đổi và điều chỉnh được hiển thị ở trên là những giai đoạn quen thuộc và có sẵn dưới dạng thiết kế tham khảo từ nhiều nhà sản xuất. Bạn cũng có thể tìm thấy nhiều ví dụ về các thiết kế điều chỉnh và chuyển đổi khác nhau trên blog Thiết kế PCB của Altium. Trình chỉnh sửa sơ đồ trong Altium Designer cho phép bạn tìm các linh kiện bạn cần cho bảng mạch của mình với bảng điều khiển Tìm kiếm Phần của Nhà sản xuất. Những linh kiện này sẽ có biểu tượng sơ đồ đã được xác minh, dấu chân PCB, và mô hình 3D, cũng như thông tin nguồn cung cập nhật với số lượng và giá cả.

• Khi bạn đang xây dựng một bộ điều chỉnh chuyển mạch mới, bạn cần thiết kế và mô phỏng tất cả các khía cạnh của thiết bị mới của mình với trình chỉnh sửa sơ đồ tốt nhất.

  Xem một ví dụ về dự án điều chỉnh trong Altium Designer.

• Giai đoạn chuyển đổi và điều chỉnh DC-DC của bạn yêu cầu chọn đúng cấu trúc cho thiết kế nguồn điện mới của bạn. Tìm hiểu thêm về các cấu trúc chuyển đổi DC-DC.
• Bạn có thể tìm các linh kiện bạn cần cho mỗi giai đoạn chuyển đổi và điều chỉnh trong thiết kế nguồn điện của mình với bảng điều khiển Tìm kiếm Phần của Nhà sản xuất trong Altium Designer.

  Tìm hiểu thêm về bảng điều khiển Tìm kiếm Phần của Nhà sản xuất trong Altium Designer.

Bộ chỉnh lưu, bộ lọc EMI, PFC, và các phần bộ chuyển đổi buck của một thiết kế nguồn điện trong Altium Designer

Thiết kế Mỗi Giai Đoạn Điều Chỉnh

Khi lựa chọn linh kiện cho thiết kế nguồn cung cấp điện của bạn, hãy chú ý đặc biệt đến các thông số quan trọng trong bảng dữ liệu. Mức điện áp/ dòng điện đầu vào và đầu ra là rất quan trọng, nhưng bạn cũng cần xem xét các linh kiện khác cho việc điều chỉnh. Nếu nguồn điện đầu vào của bạn sẽ thay đổi trong quá trình hoạt động, bạn sẽ cần có một chiến lược để đảm bảo rằng đầu ra từ nguồn cung cấp điện của bạn vẫn ổn định trong quá trình hoạt động. Đây có lẽ là điểm quan trọng nhất trong việc thiết kế nguồn cung cấp điện để thích ứng với các nguồn điện đầu vào khác nhau.

Các giai đoạn điều chỉnh của bạn có thể cần phải có phản hồi với một IC điều khiển điều chỉnh, sau đó sử dụng tín hiệu PWM để đảm bảo đầu ra từ bộ điều chỉnh của bạn được duy trì ở điện áp mong muốn. Ý tưởng là duy trì đầu ra của giai đoạn điều chỉnh ở trên điện áp sụt giảm cho LDO cuối cùng (xem ở trên), hoặc đặt đầu ra của bộ điều chỉnh ở một giá trị cụ thể. Các IC điều khiển có sẵn cho những nhiệm vụ này, và chúng có thể dễ dàng được thêm vào thiết kế điều chỉnh trong vòng lặp phản hồi.

Đánh giá Thiết Kế Nguồn Cung Cấp Điện của Bạn với Mô Phỏng

Sau khi bạn xếp chồng các giai đoạn điều chỉnh và xác định cách tín hiệu điện vào của bạn sẽ hoạt động như thế nào, bạn sẽ cần phải xác minh chức năng của thiết kế trước khi bạn tạo bố cục của mình. Đây là thời điểm tốt nhất để kiểm tra thiết kế nguồn điện của bạn với một trình mô phỏng dựa trên SPICE. Khi trình chỉnh sửa sơ đồ của bạn bao gồm một công cụ mô phỏng tích hợp, bạn sẽ có thể chạy trực tiếp các mô phỏng DC và tín hiệu hỗn hợp ngay từ dữ liệu sơ đồ của mình. Sau khi bạn đã đánh giá thiết kế của mình, bạn có thể sử dụng công cụ chụp sơ đồ tích hợp để bắt đầu bố cục nguồn điện của mình.

• Làm việc với một trình mô phỏng mạch trực tiếp trong trình chỉnh sửa sơ đồ của bạn cho phép bạn đánh giá ngay lập tức thiết kế nguồn điện mới của mình và xác định rằng mạch của bạn sẽ hoạt động chính xác.

  Tìm hiểu thêm về việc sử dụng trình chỉnh sửa sơ đồ với trình mô phỏng SPICE tích hợp.

• Các giai đoạn điều chỉnh trong một nguồn điện có thể được cô lập hoặc không cô lập. Một nguồn điện cô lập an toàn hơn vì nó ngăn chặn sự sốc điện áp cao từ việc tiếp cận đầu ra.

  Tìm hiểu thêm về nguồn điện cô lập và không cô lập.

• Chụp sơ đồ là bước đầu tiên trong việc tạo bố cục PCB cho thiết kế nguồn điện của bạn.

  Tìm hiểu thêm về việc tạo bố cục PCB từ sơ đồ sử dụng chụp sơ đồ.

Kết quả mô phỏng MOSFET được tạo ra từ trình chỉnh sửa sơ đồ trong Altium Designer

Phần mềm ECAD tốt nhất cho Thiết kế Nguồn cung cấp

Từ trình chỉnh sửa sơ đồ đến các công cụ CAD mạnh mẽ, Altium Designer có đầy đủ mọi thứ bạn cần cho thiết kế nguồn cung cấp. Trình chỉnh sửa sơ đồ bao gồm một bộ mô phỏng mạch để đánh giá chức năng mạch, và trình chỉnh sửa PCB cho phép bạn ngay lập tức nhập sơ đồ của mình vào một bố cục mới. Bạn sẽ luôn duy trì hiệu suất làm việc cao nhất khi sử dụng Altium Designer.

Hoàn thành Toàn bộ Thiết kế PCB của bạn trong Altium Designer

Mặc dù các tính năng thiết kế sơ đồ và mô phỏng mạch trong Altium Designer là lý tưởng cho thiết kế nguồn cung cấp, bạn sẽ không bị giới hạn trong việc xây dựng các bộ điều chỉnh và bộ chuyển đổi. Các tính năng thiết kế sơ đồ và bố cục trong Altium Designer có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm mới mạnh mẽ trong bất kỳ ứng dụng nào. Từ thiết kế tốc độ cao/tần số cao đến hệ thống phân phối điện, bạn sẽ có một bộ công cụ đầy đủ cho tất cả các khía cạnh của thiết kế điện tử.

Altium Designer cũng là nền tảng duy nhất cung cấp cho bạn các tính năng bạn cần để chuẩn bị một bảng mạch cho việc sản xuất quy mô lớn. Altium Designer làm cho quá trình này trở nên dễ dàng bằng cách tích hợp tất cả dữ liệu thiết kế của bạn tại một vị trí duy nhất. Bạn sẽ không phải sử dụng các chương trình riêng biệt để tạo danh sách vật liệu, tệp Gerber, tệp khoan, hoặc bản vẽ lắp ráp. Bạn có thể chuẩn bị mọi thứ bạn cần cho việc chế tạo mẫu và sản xuất quy mô lớn trong Altium Designer.

• Việc tạo sơ đồ, mô phỏng và bố trí cho thiết kế nguồn cung cấp trở nên không thể tin được là dễ dàng trong Altium Designer. Động cơ thiết kế theo quy tắc trong Altium Designer đưa tất cả các tính năng thiết kế của bạn vào một chương trình duy nhất. Tìm hiểu thêm về môi trường thiết kế tích hợp trong Altium Designer.
• Sau khi bạn tạo bố cục PCB của mình, bạn có thể kiểm tra phân phối điện năng trên PCB của mình với PDN Analyzer của Altium Designer. Bạn có thể xác định các điểm nóng trên bảng mạch của mình và chỉnh sửa bố cục để loại bỏ chúng một cách nhanh chóng và dễ dàng. Tìm hiểu thêm về PDN Analyzer trong Altium Designer.
• Khi bạn sẵn sàng sản xuất bảng mạch cho thiết kế nguồn cung cấp mới của mình, bạn có thể ngay lập tức gửi bản phát hành dự án của mình cho nhà sản xuất khi bạn thêm Altium Concord Pro vào Altium Designer. Tìm hiểu thêm về việc thêm Altium Concord Pro vào Altium Designer.

Thiết kế nguồn cung cấp trong một môi trường tích hợp giúp bạn duy trì năng suất và tạo ra sản phẩm chất lượng cao hơn. Nếu bạn mới bắt đầu sử dụng môi trường thiết kế PCB tích hợp, Altium cung cấp cho bạn các nguồn lực bạn cần để thiết kế thành công. Bạn sẽ có quyền truy cập vào diễn đàn AltiumLive, các webinar và podcast với các chuyên gia trong ngành, một cơ sở kiến thức lớn với nhiều mẹo thiết kế, và các hướng dẫn thiết kế. Không có công ty phần mềm thiết kế PCB nào khác đầu tư vào sự thành công của bạn như vậy.

Altium Designer đã thiết lập một tiêu chuẩn mới trong thiết kế mạch, bố trí PCB và mô phỏng. Bạn có thể áp dụng các hướng dẫn thiết kế nguồn cung cấp được trình bày ở đây và tạo ra các sản phẩm mạnh mẽ khác khi bạn sử dụng Altium Designer.

Altium Designer trên Altium 365 mang lại một lượng tích hợp chưa từng có cho ngành công nghiệp điện tử, trước đây chỉ giới hạn trong thế giới phát triển phần mềm, cho phép các nhà thiết kế làm việc từ nhà và đạt được mức độ hiệu quả chưa từng có.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể làm được với Altium Designer trên Altium 365. Bạn có thể kiểm tra trang sản phẩm để biết mô tả tính năng sâu hơn hoặc một trong những Webinar Theo Yêu Cầu.