Power Analyzer (Keysight): כך תזהו נפילות מתח והתחממות עוד לפני ייצור ה-PCB
כמה פעמים גיליתם בעיות הספק רק אחרי ייצור הלוח?
נפילות מתח, התחממות מקומית או תפקוד לא יציב בעומס, הן לא תקלות נדירות, אלא תוצאה של תכנון שלא נבחן לעומק בשלב מוקדם.
כאן נכנס לתמונה Power Analyzer של Keysight -כלי סימולציה מתקדם שמאפשר לכם לראות מראש איך רשת ההספק שלכם באמת תתנהג, לזהות נקודות כשל פוטנציאליות ולבצע אופטימיזציה עוד לפני שהלוח יוצא לייצור.
Power Analyzer by Keysight הוא כלי מתקדם לניתוח רשת אספקת ההספק
(Power Distribution Network) במעגלים מודפסים (PCB) המיועד למהנדסי אלקטרוניקה העוסקים בתכנון מערכות הספק, מעגלים אנלוגיים ומערכות רגישות ליציבות מתח.
הכלי מאפשר להבין בצורה מדויקת כיצד הזרם והמתח מתפלגים על פני שכבות ההזנה (Planes) דרך Vias ו- Traces באמצעות סימולציה פיזיקלית מתקדמת. הסימולציה מתחשבת בפרמטרים קריטיים כגון התנגדות, זרמים גבוהים, נפילות מתח (IR Drop) והשפעות תרמיות (Thermal Effects) ומספקת תמונת מצב ריאלית של ביצועי מערכת ההספק כבר בשלב התכנון, לפני ייצור בפועל.
הערך המרכזי של הכלי הוא בזיהוי מוקדם של בעיות קריטיות: צווארי בקבוק בזרם, אזורים עם נפילות מתח חריגות ונקודות חמות שעלולות להוביל לכשל תפקודי. על בסיס התובנות הללו ניתן לבצע אופטימיזציה של תכנון ה- PCB החל מרוחבי מוליכים, דרך מיקום קבלים, ועד תכנון שכבות והולכת זרם יעילה.
מעבר לשיפור האמינות והביצועים, השימוש ב- Power Analyzer מצמצם משמעותית את הצורך באיטרציות פיזיות, מפחית סיכונים ל- Respins יקרים ומקצר את זמן ההגעה לשוק.
אז איך ה-PDN Analyzer נראה ב-Altium Designer?
נתחיל מלהכנס ל- Tools>>PI Analyzer By Keysight
לאחר מכן ייפתח לנו חלון לביצוע הסימולציה וההגדרות שלה:
נלחץ על Manage Nets ונבחר את אחד האותות שנרצה לבדוק מתוך הרשימה (האותות שמופיעים שם הם אותות שהוגדרו Power Ports במידה ורוצים לבצע סימולציה על סיגנל אחר נבחר אותו דרך ה- Custom Nets)
לעיתים חלק מהסיגנל הראשי עובר דרך Passive Components שמחוברים אליו בטור ומשנים את השם של הנט בצד השני (כמו פיוזים או נגדים או ג'מפרים) ונרצה להכניס אותם כחלק מהסיגנל הראשי, נוכל לבצע זאת ע"י Extend Nets :
בנוסף נוכל להגדיר להם את הערכים הבאים: Voltage drop, Resistance , Maximum current .
עכשיו נגדיר את ה- Source שממנו מגיע ה -Power Net שלנו (דרך Connector למשל) לשם כך נלחץ על ‘+’ שנמצא מתחת ל-Source :
במקרה הזה (או אפילו במרבית המקרים) מקור המתח שלנו הוא מחבר ולכן נסמן את J1 ( שימו לב- תחת הטור של Design Item Id יש את שם הרכיב בספריה וכאשר נלחץ עליו הוא יפנה אותנו לכיב בסכמה כדי שנוכל להיות בטוחים שאנחנו בוחרים ברכיב הנכון).
השלב האחרון הוא להוסיף את העומסים של המעגל וגם את זה נעשה ע"י לחיצה על ה-‘+’ שליד ה – Loads:
נמשיך ונבנה לנו עץ שלם של כל העומסים והמקורות שלנו במעגל (כמובן שנגדיר לכל אחד את הנתונים המתאימים כדי לקבל סימולציה איכותית) שיראה ככה:
או בעוד תצורה יותר ויזואלית:
לאחר שסיימנו להגדיר הכל נבצע את האנליזה על Signal אחד או על כל ה-Signals יחד,
כאשר נלחץ Analyze יופיע לנו Power Analyzer Panel מעודכן עם התוצאות של האנליזה וזה יראה כמו בתמונה הבאה:
כשאר ניתן לראות את התוצאות בצורה ויזואלית ישירות על ה-PCB כאשר לוחצים על Show in PCB.
על מנת להמשיך ולהתעדכן מומלץ לקרוא מאמרים נוספים בבלוג שלנו, לעקוב אחרינו בלינקדין, בנוסף לדף הוובינרים שלנו ביוטיוב שמתעדכן באופן שוטף.
תודה שקראתם ונתראה בבלוג הבא,
אביעד סרור
