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使用 SPICE 作為 MOSFET 功耗計(jì)算器
使用 SPICE 作為 MOSFET 功耗計(jì)算器
電路圖和原理圖構(gòu)成了 PCB 設(shè)計(jì)的核心，可靠性要求您計(jì)算電路中的功耗。某些組件（如 MOSFET）具有明確定義的電氣額定值，但確定您的設(shè)計(jì)是否符合這些額定值并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題。計(jì)算有源元件、某些半導(dǎo)體和 MOSFET 的功耗需要采用實(shí)現(xiàn)實(shí)際元件模型的 SPICE 封裝。
對(duì)于需要 MOSFET 功耗計(jì)算器的設(shè)計(jì)人員，可以使用易于使用的 SPICE 仿真包來快速計(jì)算 MOSFET 中的功耗。Altium Designer 更新的 SPICE 仿真引擎可以幫助您快速創(chuàng)建 MOSFET 電路并分析功耗以確保設(shè)計(jì)可靠性。您還可以使用全面的 PCB 布局編輯器來幫助您準(zhǔn)備用于生產(chǎn)的真實(shí)電路板。
最好的電子設(shè)計(jì)軟件，為設(shè)計(jì)專業(yè)人士提供先進(jìn)的 CAD 工具。
尋找可靠的實(shí)用程序來計(jì)算有源設(shè)備中的電路行為可能很困難。有些電路無法使用標(biāo)準(zhǔn)電路技術(shù)進(jìn)行分析，因?yàn)檫@些問題涉及復(fù)雜的超越方程，需要迭代數(shù)值算法來解決。在此類問題中，需要在電路設(shè)計(jì)軟件中使用仿真工具來幫助您評(píng)估設(shè)計(jì)可靠性。
需要評(píng)估可靠性的一些常見電路是 MOSFET 電路，特別是功率 MOSFET 和放大器。這些電路無處不在，因?yàn)?span> MOSFET 在許多以高功率和高頻率運(yùn)行的應(yīng)用中取代了 BJT。由于這些組件可以在高功率下運(yùn)行并在運(yùn)行過程中達(dá)到高溫，設(shè)計(jì)人員可能會(huì)開始尋找 MOSFET 功耗計(jì)算器來確保設(shè)計(jì)可靠性。
雖然沒有簡(jiǎn)單的計(jì)算器應(yīng)用程序可以幫助您確保 MOSFET 電路的可靠運(yùn)行，但 Altium Designer 包含您設(shè)計(jì)和仿真 MOSFET 電路所需的一切，以便您確保組件的可靠供電。繼續(xù)閱讀以了解您可以在 Altium Designer 中設(shè)計(jì)什么以及如何模擬您的 MOSFET 功率分布。
使用 SPICE 作為 MOSFET 功耗計(jì)算器
要運(yùn)行 MOSFET 功耗的簡(jiǎn)單仿真，您必須首先使用電路編輯器或原理圖創(chuàng)建軟件應(yīng)用程序來構(gòu)建 MOSFET 電路。最好的軟件將使您能夠訪問全面的組件庫(kù)，以便您可以構(gòu)建電路和仿真。下面的示例圖像顯示了一個(gè)連接到高阻抗負(fù)載的簡(jiǎn)單 MOSFET 放大器電路。該電路是在 Altium Designer 中構(gòu)建的，可以使用基本的 SPICE 包輕松進(jìn)行仿真。
MOSFET 功耗計(jì)算器模擬。
在此電路中，您可以運(yùn)行瞬態(tài)分析仿真來檢查電路如何達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這個(gè)簡(jiǎn)單的電路是一個(gè)更大系統(tǒng)的一部分，但它可以很容易地單獨(dú)模擬以確定功率輸出。通過將電壓差（用上圖中的探頭測(cè)量）和通過電阻器 R13 的電流相乘，得出功率輸出。
由于 Altium Designer 中的原理圖編輯器可以訪問具有通用仿真組件的組件庫(kù)，因此只需幾分鐘即可設(shè)置上述電路并開始運(yùn)行仿真。原理圖編輯器包括一個(gè)帶有簡(jiǎn)化界面的 SPICE 仿真包，允許您訪問分析任何電路所需的標(biāo)準(zhǔn)仿真集。您不僅限于設(shè)計(jì)中的通用仿真組件，還可以為組件分配 SPICE 子電路模型，以便更好地預(yù)測(cè)和建模設(shè)計(jì)的電氣行為。
Altium Designer 中更高級(jí)的模擬
雖然 Altium Designer 中的瞬態(tài)功率計(jì)算很有用，但它們并不是您可以執(zhí)行的唯一模擬。可以在 Altium Designer 的原理圖編輯器中執(zhí)行針對(duì) MOSFET 電路的任何 SPICE 仿真。使用 Altium Designer 中的全套設(shè)計(jì)工具，而不是使用單獨(dú)的原理圖創(chuàng)建工具和電路模擬器。原理圖、電路圖、模擬以及最終的 PCB 布局都可以在 Altium Designer 中一起訪問。
您的 MOSFET 功耗計(jì)算從使用電路圖創(chuàng)建原理圖開始。
制造商零件搜索面板可幫助您搜索電子產(chǎn)品供應(yīng)鏈，并為您的原理圖設(shè)計(jì)找到具有經(jīng)過驗(yàn)證的 PCB 封裝的真實(shí)組件。
如果您不熟悉 SPICE 仿真，我們已經(jīng)匯總了您成功使用此標(biāo)準(zhǔn)仿真包所需了解的基本信息。
ltium Designer 中的制造商部件搜索面板使您可以訪問設(shè)計(jì)的原理圖符號(hào)和 PCB 封裝。
構(gòu)建和仿真更復(fù)雜的 MOSFET 電路
使用 MOSFET 功率耗散計(jì)算器的主要目標(biāo)是確保您的 MOSFET 不會(huì)散發(fā)過多熱量而導(dǎo)致它們過熱和失效。直流操作期間的過熱和開關(guān)期間的高瞬態(tài)電流消耗，然后是快速過熱，是 MOSFET 故障的最常見原因。為了防止過多的電流消耗、功耗和過熱，MOSFET 電路會(huì)變得更加復(fù)雜。
一種選擇是將 MOSFET 并聯(lián)，以便它們?nèi)匀豢梢栽谙到y(tǒng)中提供所需的電流。通過并聯(lián)放置 MOSFET，總功耗在陣列中的 MOSFET 之間分配。這種安排需要仿真以確保電路在開關(guān)期間不會(huì)產(chǎn)生不需要的振蕩或過流。SPICE 仿真與實(shí)際組件模型仍可用于檢查這些更復(fù)雜的 MOSFET 電路以及您設(shè)計(jì)中的其他電路。
分層示意圖可以幫助您保持井井有條
Altium Designer 的原理圖編輯器允許您為項(xiàng)目創(chuàng)建層次結(jié)構(gòu)，以幫助您組織電路并保持高效。設(shè)計(jì)人員可以實(shí)施平面、分層或多通道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，以便可以創(chuàng)建和模擬更復(fù)雜的電路。捕獲原理圖并將 CAD 數(shù)據(jù)分配給組件后，您就可以將設(shè)計(jì)導(dǎo)入新的 PCB 布局。
分層項(xiàng)目結(jié)構(gòu)可幫助您保持井井有條并構(gòu)建復(fù)雜的 PCB。
并聯(lián) MOSFET 通常用于需要高電流的功率轉(zhuǎn)換器和電機(jī)控制系統(tǒng)。
Altium Designer 強(qiáng)大的原理圖編輯器為您提供了為一系列應(yīng)用（例如照明系統(tǒng)）設(shè)計(jì)帶有 MOSFET 的高功率系統(tǒng)所需的工具。
MOSFET 可以并聯(lián)使用，應(yīng)模擬這些電路以確保穩(wěn)定性。
輕松過渡到您的 PCB 布局
完成電路板原理圖后，您就可以將組件導(dǎo)入 PCB 布局，并且可以開始在電路板布局中排列組件。Altium Designer 在集成的 PCB 布局編輯器中包含一整套 CAD 工具，因此您可以快速導(dǎo)入和布置電路板中的組件。當(dāng)其他電路板設(shè)計(jì)平臺(tái)將您的設(shè)計(jì)特征分離到不同的應(yīng)用程序中時(shí)，Altium Designer 使您可以通過單一工作流程訪問一個(gè)應(yīng)用程序中所需的一切。
在 Altium Designer 中完成電路設(shè)計(jì)和 PCB 布局
只有 Altium Designer 包含創(chuàng)建和仿真 MOSFET 電路、隨后創(chuàng)建 PCB 布局和布線電路板所需的一切。當(dāng)您準(zhǔn)備好生產(chǎn)電路板時(shí)，您可以使用 Altium Designer 從電路板布局?jǐn)?shù)據(jù)快速生成 PCB 制造文件。使用 OutJob 文件獲取您的 PCB 數(shù)據(jù)并生成 PCB 制造商所需的標(biāo)準(zhǔn)可交付成果。
Altium Designer 為您提供將您的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)所需的一切。您可以在 Altium Designer 中構(gòu)建從簡(jiǎn)單的 MOSFET 電路到高級(jí)電子產(chǎn)品的任何東西。
Altium Designer 用戶界面的強(qiáng)大功能來自集成的設(shè)計(jì)規(guī)則引擎，可讓您的設(shè)計(jì)功能在單個(gè)程序中協(xié)同工作。
所有 Altium Designer 用戶都可以通過 Altium 365 平臺(tái)共享他們的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用 Altium 365 在安全的云環(huán)境中保持生產(chǎn)力并共享設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
Altium Designer 中集成的 SPICE 仿真包生成的 MOSFET 仿真結(jié)果。
Altium Designer 中的原理圖編輯器和 SPICE 仿真包可為您提供您期望在 MOSFET 功耗計(jì)算器中找到的一切。當(dāng)您需要一整套組件創(chuàng)建和管理工具時(shí)，請(qǐng)使用業(yè)界最佳的 ECAD 實(shí)用程序來創(chuàng)建和模擬您的電路。
Altium 365上的 Altium Designer為電子行業(yè)提供了前所未有的集成度，直到現(xiàn)在都被降級(jí)為軟件開發(fā)領(lǐng)域，使設(shè)計(jì)人員可以在家工作并達(dá)到前所未有的效率水平。