Esto comenzará como las otras 53 páginas de preguntas sobre la fuente de alimentación "Soy un estudiante que trabaja en un proyecto final haciendo un SMPS ...". Tengo 12 meses antes de que venza el diseño final.
Estoy pensando en comprar algún software para usar en casa para el diseño de la PCB. La solución más barata que se me ocurre es Eagle para la eventual complejidad que tendré (alimentando una carga de ~ 150w).
Ahora para los complementos de software. Me preguntaba qué tan necesarias son las herramientas SI (Signal Integrity) para los diseños SMPS. Todavía no he decidido la topología, pero sé que el conmutador y los controles podrían generar señales de alta frecuencia, por lo que parece pertinente. Ahora el paquete para Eagle también parece ser la herramienta SI más barata, FSPICE a $1k. Ahora no me importaría evitar perder 1k en este software, pero si es inevitable, entonces es comprensible, con una cierta cantidad, pero no todo, reembolsable.
Antecedentes: Pertinente al diseño de SMPS: Curso de Líneas de Transmisión, Curso de Introducción a la Electrónica de Potencia, Curso de EE estándar de Introducción a los Sistemas de Potencia, Curso de Teoría de Control Lineal y Controles de Tiempo Discreto. De lo contrario, los cursos estándar que tendría un senior de EE.
¿Vale la pena la inversión?
Editar: debo mencionar que solo mencioné el diseño y los problemas de EMI debido a esto: http://ecee.colorado.edu/~ecen5797/course_material/layout.pdf
EAGLE es una herramienta de captura esquemática y diseño de PCB, no un simulador de circuitos. Si desea poder simular su diseño, necesitará algún tipo de simulador. A mí y a muchos otros en este sitio nos gusta LTSpice porque es gratis, relativamente fácil de usar y, lo más importante, gratis.
El diseño de un SMPS de 150 W no es trivial y requerirá la comprensión de los efectos del diseño físico de la PCB en el funcionamiento del circuito. Es probable que deba adoptar un enfoque iterativo; diseñe un circuito para que funcione en una situación ideal, encuentre los componentes adecuados, diseñe su PCB y extraiga las conexiones físicas nuevamente en el modelo de simulación hasta que encuentre algo que funcione. Para ayudarlo a avanzar en la dirección correcta, hay docenas, si no cientos, de notas de aplicación de TI, Linear Tech., Maxim, ST, etc. que describen buenas técnicas de diseño de PCB para SMPS.
El diseño de SMPS no es complejo en principio; simplemente necesita un interruptor y un elemento de almacenamiento de energía, con una retroalimentación a su interruptor. Sin embargo, el problema está en los detalles, y si bien es posible que desee o necesite una frecuencia de conmutación más alta para manejar el nivel de potencia del que está hablando (y para disminuir el tamaño de su inductor), esas frecuencias de conmutación más altas requerirán un diseño de PCB más cuidadoso.
Una nota más sobre el software, si usted es un estudiante y/o no comercial, puede obtener muy buenas ofertas o software gratuito de muchos proveedores. A veces, un poco de servilismo con un representante de ventas también puede ayudar ("Soy un estudiante universitario pobre y necesito una licencia de HyperLynx para hacer análisis SI en mi capstone"). Si eso falla, probablemente haya una alternativa de software gratuito adecuada que puede no ser muy elegante pero que probablemente funcione bien para usted.
Las mejores herramientas para el diseño de SMPS (fuente de alimentación conmutada), y la mayoría de los otros diseños de EE, son su cerebro y una calculadora.
En serio, los simuladores no son realmente para el diseño . Peor aún, los simuladores brindan resultados detallados a partir de datos aproximados, dando la apariencia de saber cosas que en realidad no se conocen. He diseñado circuitos profesionalmente durante más de 35 años, incluidos muchos SMPS, incluso una patente sobre una nueva técnica SMPS para un propósito particular. Todos estos circuitos se diseñaron pensando primero en el enfoque general y dibujando un esquema a partir de eso, luego unos minutos con una calculadora determinando los parámetros y finalmente decidiendo los valores de las piezas y las especificaciones entregables. Nunca he usado un simulador en este proceso.
Los simuladores pueden ser útiles para verificar ciertas partes de un diseño y para hacer rápidamente pruebas hipotéticas en un diseño en particular. Incluso he escrito programas personalizados varias veces para simular aspectos de algunos circuitos, incluidos SMPS dos veces que puedo recordar. Sin embargo, eso no fue para diseñar el circuito, fue para ejecutarlo a través de pruebas para verificar algunas características y demostrar características a otras.
Así que cierre el sofisticado software, inicie Eagle (o lo que sea que su escuela tenga para la captura de esquemas), tome una calculadora y comience a diseñar su circuito. Debe poder mirar el esquema y visualizar los voltajes empujando, las corrientes fluyendo y cada parte reaccionando en consecuencia. Debe tener esta comprensión de su circuito usted mismo. La verdadera comprensión no es algo que se pueda delegar al software. Con la comprensión de cómo funciona el circuito, realmente no es difícil usar la calculadora para decidir cosas como cuál debe ser el tiempo de encendido del inductor, la corriente de saturación mínima que debe tener, los requisitos de corriente y voltaje de los interruptores , cómo se controlarán los interruptores del lado alto, etc.
Para obtener algo útil de una simulación, los resultados deben ajustarse a su comprensión del circuito. Sin una verdadera comprensión, los resultados de la simulación son solo una pila de números sin sentido.
el fotón
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Miguel
olin lathrop