在新能源領(lǐng)域,隨著全球能源轉(zhuǎn)型的加速,產(chǎn)品設(shè)計(jì)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。從電動(dòng)汽車的高性能電池管理系統(tǒng),到光伏逆變器的高效率電路設(shè)計(jì),再到儲(chǔ)能系統(tǒng)的復(fù)雜散熱管理,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要在高可靠性、復(fù)雜散熱管理和多團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面實(shí)現(xiàn)突破。在激烈的市場競爭中,企業(yè)不僅需要保證產(chǎn)品質(zhì)量,還需盡可能縮短研發(fā)周期、降低成本,以快速響應(yīng)市場變化并搶占先機(jī)。
Altium Designer憑借其強(qiáng)大的功能,為新能源產(chǎn)品開發(fā)提供了高效的解決方案,尤其在ECAD-MCAD協(xié)作、鋪銅管理和異形焊盤設(shè)計(jì)方面,顯著提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率,成為新能源電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的強(qiáng)大引擎。
ECAD-MCAD協(xié)作功能:
多專業(yè)協(xié)同的橋梁
功能應(yīng)用
Altium Designer的ECAD-MCAD協(xié)作功能通過無縫集成電氣設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)流程,使電子工程師和機(jī)械工程師能夠在同一平臺(tái)實(shí)時(shí)共享設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。該功能支持將電氣原理圖與機(jī)械3D模型直接關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)同步,并提供實(shí)時(shí)沖突檢測和協(xié)同編輯功能,有效避免設(shè)計(jì)沖突,確保設(shè)計(jì)的一致性和可制造性。
功能細(xì)節(jié)
雙向數(shù)據(jù)同步:電氣設(shè)計(jì)變更可即時(shí)反映到機(jī)械模型中,反之亦然,確保設(shè)計(jì)一致性。設(shè)計(jì)師在任一平臺(tái)所做的修改,另一平臺(tái)能實(shí)時(shí)更新,避免信息滯后。
沖突檢測機(jī)制:自動(dòng)識(shí)別電氣元件與機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的空間沖突,并提供可視化報(bào)告。系統(tǒng)以高亮顯示沖突區(qū)域,并生成詳細(xì)報(bào)告,便于設(shè)計(jì)師快速定位和解決問題。
協(xié)同編輯環(huán)境:允許多個(gè)設(shè)計(jì)人員同時(shí)對(duì)同一項(xiàng)目進(jìn)行編輯,所有操作實(shí)時(shí)更新。團(tuán)隊(duì)成員可以同時(shí)處理不同部分的設(shè)計(jì)任務(wù),提高工作效率。
應(yīng)用案例
某光伏逆變器制造商在開發(fā)一款高效逆變器時(shí),面臨如何將高功率密度電路板與緊湊機(jī)械外殼完美匹配的挑戰(zhàn)。該逆變器需要在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換,同時(shí)滿足散熱和機(jī)械強(qiáng)度的要求。電氣工程師和機(jī)械工程師團(tuán)隊(duì)借助Altium Designer的ECAD-MCAD協(xié)作功能,實(shí)現(xiàn)了跨專業(yè)的緊密合作。
電氣工程師在Altium Designer中完成電路板的初步布局后,將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)同步到機(jī)械工程師的3D建模軟件中。機(jī)械工程師根據(jù)電氣布局優(yōu)化了外殼的散熱結(jié)構(gòu)和機(jī)械接口,并將修改后的3D模型反饋給電氣工程師。在設(shè)計(jì)過程中,系統(tǒng)自動(dòng)檢測到電容位置與散熱孔存在沖突,工程師們通過協(xié)同編輯功能立即調(diào)整布局,最終成功將電路板厚度縮減了15%,同時(shí)確保散熱性能提升了20%。整個(gè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到原型階段的周期縮短了40%,產(chǎn)品一次性通過了嚴(yán)格的可靠性測試,提前兩個(gè)月上市,顯著提升了企業(yè)的市場競爭力。
鋪銅管理功能:
優(yōu)化散熱與電磁兼容性
功能應(yīng)用
鋪銅管理功能允許設(shè)計(jì)師精確控制電路板的鋪銅區(qū)域、形狀和屬性,支持根據(jù)電氣性能需求創(chuàng)建多層鋪銅網(wǎng)絡(luò),并提供智能鋪銅算法優(yōu)化散熱路徑和電磁屏蔽效果。該功能還支持與熱仿真工具集成,實(shí)現(xiàn)散熱設(shè)計(jì)驗(yàn)證閉環(huán),確保設(shè)計(jì)的可靠性和高效性。
功能細(xì)節(jié)
智能鋪銅算法:自動(dòng)識(shí)別高功耗元件并優(yōu)先分配散熱路徑,支持自定義鋪銅密度和形狀。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)元件的功耗和位置,智能生成最優(yōu)的鋪銅路徑,提高散熱效率。
多層鋪銅網(wǎng)絡(luò):可定義不同鋪銅層的電氣屬性,滿足信號(hào)完整性與電源完整性要求。設(shè)計(jì)師可以為不同的電源域和信號(hào)類型創(chuàng)建獨(dú)立的鋪銅網(wǎng)絡(luò),減少干擾。
熱仿真集成:與第三方熱仿真軟件無縫對(duì)接,支持直接導(dǎo)入鋪銅模型進(jìn)行熱分析。設(shè)計(jì)師可以在熱仿真中準(zhǔn)確評(píng)估鋪銅設(shè)計(jì)的散熱效果,并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。
應(yīng)用案例
某電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)制造商在設(shè)計(jì)一款高功率電池監(jiān)控PCB時(shí),面臨電池監(jiān)測芯片散熱和電磁兼容性的挑戰(zhàn)。電池管理系統(tǒng)的PCB需要在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電池單元的精確監(jiān)控,同時(shí)確保芯片在高功耗工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性和可靠性。
設(shè)計(jì)師利用Altium Designer的鋪銅管理功能,為電池監(jiān)測芯片創(chuàng)建了獨(dú)立的鋪銅網(wǎng)絡(luò)。通過智能鋪銅算法,系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別芯片的高功耗區(qū)域,并優(yōu)先分配散熱路徑,使芯片結(jié)溫降低了12℃。同時(shí),利用鋪銅功能的電磁屏蔽屬性,減少了信號(hào)干擾35%。在與熱仿真工具協(xié)同工作后,最終設(shè)計(jì)的熱性能超出預(yù)期目標(biāo)18%,產(chǎn)品順利通過了嚴(yán)格的車規(guī)級(jí)可靠性測試,包括高溫、高濕和振動(dòng)測試,確保了在各種惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。
異形焊盤設(shè)計(jì)功能:
復(fù)雜封裝的精準(zhǔn)適配
功能應(yīng)用
異形焊盤設(shè)計(jì)功能支持創(chuàng)建非標(biāo)準(zhǔn)形狀的焊盤,包括多邊形、圓形組合和特殊輪廓焊盤,滿足BMS(電池管理系統(tǒng))、功率模塊等復(fù)雜封裝的焊接需求。該功能提供參數(shù)化設(shè)計(jì)工具,可自動(dòng)生成焊盤陣列,并支持與制造工藝數(shù)據(jù)庫聯(lián)動(dòng),確保焊盤設(shè)計(jì)符合生產(chǎn)工藝要求,提高產(chǎn)品的可制造性和可靠性。
功能細(xì)節(jié)
參數(shù)化設(shè)計(jì)工具:通過輸入封裝尺寸和引腳間距自動(dòng)生成異形焊盤陣列,支持批量編輯。設(shè)計(jì)師只需輸入基本參數(shù),系統(tǒng)即可快速生成所需的焊盤陣列,提高設(shè)計(jì)效率。
工藝合規(guī)性檢查:自動(dòng)驗(yàn)證焊盤設(shè)計(jì)是否符合IPC-A-610等標(biāo)準(zhǔn),與制造工藝數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)對(duì)接。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢查焊盤設(shè)計(jì),確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和制造工藝要求,減少生產(chǎn)中的問題。
3D模型關(guān)聯(lián):異形焊盤可直接關(guān)聯(lián)3D封裝模型,確保設(shè)計(jì)與實(shí)際制造的一致性。設(shè)計(jì)師可以在3D視圖中直觀地檢查焊盤與封裝的匹配情況,避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
應(yīng)用案例
某儲(chǔ)能系統(tǒng)制造商在開發(fā)一款新型磷酸鐵鋰電池管理模塊時(shí),面臨特殊封裝功率MOSFET的焊盤設(shè)計(jì)難題。該功率MOSFET采用六邊形封裝,引腳間距小,焊接要求高,傳統(tǒng)的矩形焊盤無法滿足其電氣和機(jī)械連接需求。
設(shè)計(jì)師利用Altium Designer的異形焊盤設(shè)計(jì)功能,根據(jù)芯片廠商提供的封裝圖紙,創(chuàng)建了六邊形組合焊盤。通過參數(shù)化工具,設(shè)計(jì)師快速生成了焊盤陣列,并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行了微調(diào)。在設(shè)計(jì)過程中,系統(tǒng)自動(dòng)檢測到焊盤間距與生產(chǎn)工藝的潛在沖突,設(shè)計(jì)師隨即調(diào)整參數(shù),確保了可制造性。最終產(chǎn)品的一次焊接良率達(dá)到了99.7%,比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提高了23%,顯著降低了生產(chǎn)成本。產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出色,有效提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率和可靠性。
結(jié)語
在新能源技術(shù)快速發(fā)展的今天,Altium Designer憑借其ECAD-MCAD協(xié)作、鋪銅管理和異形焊盤設(shè)計(jì)等核心功能,已成為行業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的加速器。通過優(yōu)化散熱路徑、提升電磁兼容性和精準(zhǔn)適配復(fù)雜封裝,該軟件為新能源產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的全流程提供了可靠保障。從光伏逆變器到電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng),再到儲(chǔ)能設(shè)備,Altium Designer幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)克服了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難題,顯著提升了設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。它不僅是一款電子設(shè)計(jì)軟件,更是新能源行業(yè)創(chuàng)新的有力推動(dòng)者,助力企業(yè)在激烈的市場競爭中實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破與商業(yè)成功,推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型的步伐。
關(guān)于Altium
Altium有限公司隸屬于瑞薩集團(tuán),總部位于美國加利福尼亞州圣迭戈,是一家致力于加速電子創(chuàng)新的全球軟件公司。Altium提供數(shù)字解決方案,以最大限度提高電子設(shè)計(jì)的生產(chǎn)力,連接整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的所有利益相關(guān)者,提供對(duì)元器件資源和信息的無縫訪問,并管理整個(gè)電子產(chǎn)品生命周期。Altium生態(tài)系統(tǒng)加速了各行業(yè)及各規(guī)模企業(yè)的電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)進(jìn)程。
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原文標(biāo)題:【行業(yè)解決方案】Altium:新能源設(shè)計(jì)的智能引擎
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