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Altium Designer 中的電源設(shè)計
Altium Designer 中的電源設(shè)計
無論您是為電子實驗室設(shè)計臺式電源，還是需要為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計嵌入式電源，您都需要一些世界一流的 PCB 設(shè)計工具。Altium 可幫助您對電源進行布局規(guī)劃，并創(chuàng)建一組具有強大電路設(shè)計和仿真功能的詳細原理圖。借助 Altium Designer 中的原理圖設(shè)計功能，您可以創(chuàng)建和仿真新的電源設(shè)計。您還將擁有采購組件和為制造準備新電源所需的功能。沒有其他 PCB 設(shè)計平臺為您提供如此多的成功功能。
專業(yè)的 PCB 設(shè)計軟件平臺，將電路設(shè)計功能與強大的 PCB 編輯器和電源設(shè)計仿真功能集成在一起。
每個電路板都需要電源。在處理低電平信號時，您的電源設(shè)計策略可能涉及集成電路，但更高功率的設(shè)計需要分立元件來提供所需的功率輸出和調(diào)節(jié)。無論您是使用多個轉(zhuǎn)換器和一個 LDO 創(chuàng)建一個簡單的穩(wěn)壓器，還是為高電流輸出而設(shè)計，您都需要一個強大的原理圖編輯器來創(chuàng)建您的電源電路。請查看我們的綜合電源設(shè)計指南，了解如何將 Altium Designer 中的設(shè)計工具用于新電路板。
規(guī)劃您的電源設(shè)計
您的電源和調(diào)節(jié)策略涉及多個階段，在規(guī)劃新設(shè)計時需要考慮您的輸入電源。AC-AC 轉(zhuǎn)換非常簡單，只涉及升壓或降壓調(diào)節(jié)，可能使用功率校正因數(shù)電路來提高效率。如果您計劃使用 AC-DC 轉(zhuǎn)換電源，您的電源設(shè)計將類似于下面的框圖。
AC-DC電源設(shè)計框圖。
將 AC 輸入轉(zhuǎn)換為 DC 后，您可以按照典型的 DC-DC 轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)策略以所需電流輸出穩(wěn)定的 DC 電壓。DC-DC 轉(zhuǎn)換需要實施正確的電源拓撲。最常見的拓撲是降壓、升壓和降壓-升壓轉(zhuǎn)換，但相關(guān)電源拓撲可用于 DC-DC 轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)。請注意，下面顯示的流程圖也用于未穩(wěn)壓的直流電源，為您的組件生成穩(wěn)定的直流電源。
DC-DC 電源設(shè)計框圖。
穩(wěn)壓器中的每一級都需要由提供每種功能的分立元件和/或集成電路構(gòu)成。您可以使用無源器件和電源調(diào)節(jié)器 IC 創(chuàng)建電源，也可以使用分立元件。不同的階段可以被隔離，以防止高壓到達輸出端口，從而消除了一個重要的安全隱患。確定電源轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)策略后，您需要選擇組件并創(chuàng)建原理圖。
新型電源的原理圖設(shè)計
上面顯示的轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)級是眾所周知的，并且可以作為參考設(shè)計從許多制造商那里獲得。您還可以在 Altium 的 PCB 設(shè)計上找到許多不同穩(wěn)壓器和轉(zhuǎn)換器設(shè)計的示例。Altium Designer 中的原理圖編輯器允許您使用制造商零件搜索面板找到您的電路板所需的組件。這些組件將具有經(jīng)過驗證的原理圖符號、PCB 封裝和 3D 模型，以及具有更新數(shù)量和價格的當前采購信息。
在構(gòu)建新的開關(guān)穩(wěn)壓器時，您需要使用最好的原理圖編輯器來設(shè)計和仿真新設(shè)備的所有方面。
您的 DC-DC 轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)級需要為您的新電源設(shè)計選擇正確的拓撲。
您可以使用 Altium Designer 中的制造商部件搜索面板找到電源設(shè)計中每個轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)階段所需的組件。
Altium Designer 中電源設(shè)計的整流器、EMI 濾波器、PFC 和降壓轉(zhuǎn)換器部分
設(shè)計每個穩(wěn)壓器級
在為您的電源設(shè)計選擇組件時，請密切注意數(shù)據(jù)表中的重要規(guī)格。輸入和輸出電壓/電流水平非常重要，但您還需要考慮其他組件進行調(diào)節(jié)。如果您的輸入電源在運行期間會發(fā)生變化，您需要制定策略以確保您的電源輸出在運行期間保持穩(wěn)定。這可能是設(shè)計電源以適應(yīng)不同輸入電源時最重要的一點。
您的穩(wěn)壓器級可能需要通過穩(wěn)壓器控制器 IC 獲得反饋，然后該 IC 使用 PWM 信號來確保穩(wěn)壓器的輸出保持在所需的電壓。其想法是保持穩(wěn)壓器級輸出高于最終 LDO（見上文）的壓差，或?qū)⒎€(wěn)壓器輸出設(shè)置為特定值?？刂破?span> IC 可用于這些任務(wù)，它們可以輕松添加到反饋回路中的穩(wěn)壓器設(shè)計中。
通過仿真評估您的電源設(shè)計
級聯(lián)穩(wěn)壓器級并確定輸入電源信號的行為后，您需要在創(chuàng)建布局之前驗證設(shè)計的功能。這是使用基于 SPICE 的仿真器檢查電源設(shè)計的最佳時機。當您的原理圖編輯器包含集成仿真工具時，您將能夠直接從您的原理圖數(shù)據(jù)立即運行直流和混合信號仿真。一旦您評估了您的設(shè)計，您就可以使用集成的原理圖捕獲工具來開始您的電源布局。
直接在原理圖編輯器中使用電路模擬器，您可以立即評估新的電源設(shè)計并確定您的電路是否能正常運行。
電源中的穩(wěn)壓器級可以是隔離的或非隔離的。隔離電源更安全，因為它可以防止高壓沖擊到達輸出端。
原理圖捕獲是為您的電源設(shè)計創(chuàng)建 PCB 布局的第一步。
Altium Designer 中原理圖編輯器生成的 MOSFET 仿真輸出
電源設(shè)計的最佳 ECAD 軟件
從原理圖編輯器到強大的 CAD 工具，Altium Designer 擁有電源設(shè)計所需的一切。原理圖編輯器包括一個用于評估電路功能的電路模擬器，而 PCB 編輯器允許您立即將原理圖導(dǎo)入到新的布局中。當您使用 Altium Designer 時，您將保持最高效率。
在 Altium Designer 中完成整個 PCB 設(shè)計
盡管 Altium Designer 中的原理圖設(shè)計和電路仿真功能非常適合電源設(shè)計，但您不會僅限于構(gòu)建穩(wěn)壓器和轉(zhuǎn)換器。Altium Designer 中的原理圖和布局設(shè)計功能可用于在任何應(yīng)用中創(chuàng)建功能強大的新產(chǎn)品。從高速/高頻設(shè)計到配電系統(tǒng)，您將擁有一整套適用于電子設(shè)計各個方面的工具。