你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

阻礙電源設(shè)計成功的因素有哪些?

發(fā)布時間:2020-08-06 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】PCB設(shè)計能“一次成功”已成為電子行業(yè)最強(qiáng)烈的訴求。以電源產(chǎn)品為例,PCB設(shè)計會直接影響電源的EMC性能、輸出噪聲、抗干擾能力,甚至是基本功能。更為重要的是,PCB設(shè)計成功與否直接影響著產(chǎn)品的上市時間。
  
PCB設(shè)計能“一次成功”已成為電子行業(yè)最強(qiáng)烈的訴求。以電源產(chǎn)品為例,PCB設(shè)計會直接影響電源的EMC性能、輸出噪聲、抗干擾能力,甚至是基本功能。更為重要的是,PCB設(shè)計成功與否直接影響著產(chǎn)品的上市時間。在這個瞬息萬變的時代,能夠領(lǐng)先競爭對手一步推出產(chǎn)品,市場反響或?qū)⒊霈F(xiàn)天壤之別。因此,為保證產(chǎn)品上市時間這一首要任務(wù),很多公司評估項(xiàng)目的時候會有一個PCB設(shè)計一板成功率的指標(biāo)。
  
然而,PCB設(shè)計一板成功率并不是很高。數(shù)據(jù)顯示,由于PCB設(shè)計出現(xiàn)問題導(dǎo)致項(xiàng)目產(chǎn)生額外費(fèi)用或錯過發(fā)布日期的占比高達(dá)58%。設(shè)計失敗還將帶來高昂的成本,據(jù)生命周期洞察研究顯示,每次重新設(shè)計需要 8.5 天,每次重新設(shè)計的成本為4.4萬美元,每個項(xiàng)目平均2.9次重新設(shè)計……
 
阻礙電源設(shè)計進(jìn)化的幾大痛點(diǎn)
 
隨著行業(yè)應(yīng)用日趨廣泛多元,電源產(chǎn)品也不斷向高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化方向發(fā)展。同時,電源產(chǎn)品的封裝結(jié)構(gòu)、外形尺寸也日趨標(biāo)準(zhǔn)化,以適應(yīng)全球一體化市場的要求。在此趨勢下,電源產(chǎn)品的PCB設(shè)計面臨著更大的挑戰(zhàn),主要包括電源轉(zhuǎn)換效率、熱分析、電源平面完整性和EMI(電磁干擾)等。
 
首先是電源轉(zhuǎn)換效率。轉(zhuǎn)換效率是指電源的輸出功率與實(shí)際消耗的輸入功率之比,在實(shí)際應(yīng)用中,電能不能完全轉(zhuǎn)化,中間會有一定的能量消耗,所以,無論哪種電路,在電源轉(zhuǎn)換中必然存在效率問題。對于線性電源,需要考慮LDO的散熱問題;對于開關(guān)電源,要考慮開關(guān)管的損耗問題。 
 
阻礙電源設(shè)計成功的因素有哪些?
 
其次,有能量損耗就必然會產(chǎn)生熱量,這就涉及到散熱的問題。除此之外,隨著負(fù)載變重,促使電源芯片的功耗加大,所以,在電源設(shè)計中熱分布是個不得不考慮的問題。
 
再者是電源平面完整性設(shè)計。保持電源的完整性,就是保持電源的穩(wěn)定供電。在實(shí)際系統(tǒng)中,總是存在不同頻率的噪聲。比如PWM的固有頻率或PFM可變頻率控制信號,快速的di/dt會產(chǎn)生電流波動的信號,所以一個低阻抗的電源平面設(shè)計是必要的。
 
最后是EMI(電磁干擾)問題。開關(guān)電源在不斷的開和關(guān)就會產(chǎn)生開關(guān)噪聲,如果在設(shè)計過程中沒有考慮回路電感問題,過大的回流路徑會產(chǎn)生EMI問題。
 
業(yè)界一直尋求能提高電源PCB設(shè)計成功率的方法。經(jīng)驗(yàn)表明,在設(shè)計過程中,如果能提前預(yù)知可能的風(fēng)險并規(guī)避,成功率將會大幅度提高。由此,選擇一款合適的設(shè)計仿真工具就顯得尤為重要。
 
簡單易用的設(shè)計和仿真工具
 
PADS Professional就是一款很適用于電源PCB設(shè)計的工具。PADS系列工具的特點(diǎn)是簡單易用,上手快,設(shè)計靈活,用戶的自由度非常高。而PADS Professional是PADS家族最高階的套裝,適合需要處理一切的工程師。PADS Professional相比PADS軟件在設(shè)計和管理方面有更大的優(yōu)勢,在電子產(chǎn)品日益復(fù)雜和大型企業(yè)對于管理規(guī)范的要求日趨嚴(yán)格的環(huán)境下,PADS Professional擁有更加廣闊的應(yīng)用空間。
 
與競品相比,PADS Professional 功能強(qiáng)大,而且易學(xué)易用,價格還很實(shí)惠,它能為經(jīng)驗(yàn)豐富的用戶提供所需的全部功能。此外,它的直觀易用特點(diǎn)使得業(yè)余用戶也可以利用它來提高生產(chǎn)率。
 
Hyperlynx系列仿真工具包括HyperLynx SI/PI、HyperLynx DRC等軟件,可以分別完成信號完整性、電源完整性、DRC檢查,以及熱仿真和模擬仿真等不同的仿真需求。該系列工具特點(diǎn)是運(yùn)行速度快,使用簡單。
 
而Xpedition是一個企業(yè)級解決方案,具有完整的設(shè)計流程,包括元器件庫設(shè)計與管理、原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的處理、SI/PI仿真、EMC/EMI分析、熱分析及數(shù)模混合仿真等。與同類產(chǎn)品相比,強(qiáng)大的流程管理和數(shù)據(jù)管理、并行設(shè)計,協(xié)同設(shè)計,集成式驗(yàn)證等優(yōu)勢是Xpedition獨(dú)有的標(biāo)簽。
 
具體來看,PADS Professional使用Xpedition技術(shù),提供了無可比擬的性能及超值的價格,另外通過搭載HyperLynx套件,提供信號/電源完整性和熱分析和驗(yàn)證設(shè)計,滿足PCB硬件工程師在電路板設(shè)計流程的任何需求。
 
PADS Professional和HyperLynx軟件的有效結(jié)合,可以幫助PCB工程師有效地分析、解決并驗(yàn)證關(guān)鍵的要求,以避免代價高昂的返工,將產(chǎn)品更快地推向市場,并降低成本。
 
一體化解決方案對癥電源設(shè)計難題
 
按照傳統(tǒng)電源設(shè)計流程,在完成每一個環(huán)節(jié)后都需要工程師單獨(dú)進(jìn)行評審,確認(rèn)無誤后再進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。具體來說,電源設(shè)計首先要完成電路圖的理論和功能性仿真驗(yàn)證,再進(jìn)行原理圖繪制,然后再進(jìn)行信號完整性等分析,接下來,由版圖設(shè)計工程師完成layout設(shè)計,之后給到EMI工程師去進(jìn)行電磁干擾性驗(yàn)證。整個流程高度依賴于人工檢查,耗時比較長。
 
隨著電子設(shè)計要求的提高,電路變得更復(fù)雜,上市時間更緊迫,傳統(tǒng)的流程已經(jīng)不能滿足市場需求。業(yè)內(nèi)開始逐漸意識到,電源設(shè)計不再是只靠一兩個工程師的“單打獨(dú)斗”而是需要多個部門進(jìn)行“聯(lián)合作戰(zhàn)”。
 
基于此,電源設(shè)計一體化解決方案可謂應(yīng)運(yùn)而生。該方案緊密結(jié)合了PADS Professional、HyperLynx、Xpedition AMS等套件,有效組合成集成驗(yàn)證平臺,幫助工程師一體化完成從最初的電源設(shè)計、仿真驗(yàn)證到最終的結(jié)果輸出,極大優(yōu)化了流程。整個方案會帶來多重好處,其中就包括縮短上市時間,提高穩(wěn)定性,減少設(shè)計風(fēng)險和降低成本。
 
阻礙電源設(shè)計成功的因素有哪些?
 
這樣的解決方案無疑對行業(yè)是一大利好,而帶來此種方案的正是著名EDA廠商Mentor公司。據(jù)了解,Mentor公司把需要用到的工具按照電源設(shè)計的需求做了專門的參數(shù)優(yōu)化,使用6個工具(PADS Professional & Xpedition AMS、HyperLynx SI/PI、HyperLynx DRC、HyperLynxThermal)組成一個完整的解決方案,工程師直接上手使用就可以。
 
 
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請電話或者郵箱聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
 
 
推薦閱讀:
看電子制造行業(yè)有序“重啟”,NEPCON ASIA 2020如期舉辦!
大廠空降NEPCON ASIA 2020,30余家寶藏電子制造企業(yè)曝光!
乘新基建東風(fēng),NEPCON ASIA 2020同期活動解讀行業(yè)機(jī)遇
不加組件也不漲尺寸,教你如何改善你的無線充電器!
DC/DC降壓型變換器的接地反彈講解
要采購工具么,點(diǎn)這里了解一下價格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉