Altiumdesigner開關電源PCB設計之3D封裝設計！

朱威斯

pcb設計從來就不是簡單的2D平面設計，因為作為母板，上面會裝載很多奇形怪狀的電子元件，這樣都使得2D設計卻成為決定3D產(chǎn)品成敗的基本因素。3D應用于PCB設計早在十幾年前的protel99時代就已經(jīng)被提出，但是當時礙于設計平臺處理能力及標準模型不健全等因素的限制，在當時應用被定位成一個群眾演員，幾乎一直到DXP甚至后來的AD時代，才開始慢慢日趨成熟，龍?zhí)捉巧�慢慢過度成了大咖，現(xiàn)在AD系列軟件里面的3D設計幾乎成了必不可少的模塊，甚至軟件商用來作為招牌菜加以宣傳，在與其他同類軟件PK的時候加分不少。在使用該軟件的時候你如果用過幾次之后，你就會發(fā)現(xiàn)你越來越離不開它了。
那么這么招牌的功能對于我們設計者來說到底有什么用呢，根據(jù)我現(xiàn)在使用的體會來說，基本可以總結(jié)成一下幾點
1，很多器件空間比如長寬高，甚至在一些中空的地方下面擺一些東西，可以直觀的知道有沒有空間干涉問題，兄弟們有沒有遇到過設計一塊PCB，畫完怎么檢查都沒問題，等實物做回來之后發(fā)現(xiàn)元件之間有沖突，元件與外殼之間有沖突等等問題
比如這個LED我要放在變壓器磁芯下方的中空位置



2，可以在設計開始之初就可以看到產(chǎn)品最終效果，比如PCB元件布局是否合理，電磁輻射設計，熱設計等是否合理，這些問題設計者本人心里自然是有數(shù)，更妙的是作為PCB設計人員，可以初步設計一個大致布局結(jié)構給領導審批，省去很多精力一個個的講解，甚至在千里之外也能讓領導一目了然，如果你花了三天畫板然后領導否了，重新來過，你是不是想撞墻呢。這樣做帶來的好處就不用我多說了
例如這樣布局行嗎



不行，前面的2個變壓器不應該這樣擺，會導致發(fā)熱集中，并且PFC到母線電容回路太長
5分鐘后

這樣比較合理，就這么辦




3，在一些特殊客戶，比如定制產(chǎn)品，尤其在電源設計這一塊更是有很多的定制產(chǎn)品，客戶在洽談之初就需要知道一些合作的細節(jié)，比如產(chǎn)品尺寸外形，有了3D功能，傳統(tǒng)的紙上談兵瞬間變成實物操作











甚至是某一塊小板作為子板，裝配在母板上
比如



大家要支持正版，打擊盜版，嗯，我不會告訴你我的電腦裝的是不是正版


更多模型效果，正面 背面






怎么把下面這張圖中小板裝配到第二張圖示意的母板上？



先打開小板的PCB文件，選擇另存為SETP格式導出標準SETP格式的模型





然后在母板界面放置3D模型，找到剛才導出的小板模型





確定之后模型會跟隨鼠標到母板PCB界面，找個適當位置單擊放下





雙擊小板模型進入屬性界面，調(diào)整各軸角度使小板模型方向正確








然后各種對齊，裝配好的效果，小板上的銅皮在轉(zhuǎn)換導出模型的時候已經(jīng)丟失了，所以我們之看到一塊光溜溜的小板，只有上面的模型沒有銅箔






下面我們來開始制作一個簡單的3D庫元件
我現(xiàn)在有一個ssop-24的IC元件庫封裝，但是沒有3D模型











我們到神一般的網(wǎng)站上找找看


輸入ssop-24，出來很多



選擇第三個進去下載，安裝插件之后會有個預覽窗口顯示當前的模型圖


step的214格式設置好，服務器會自動幫你配置好需要的模型文件



然后回到AD的庫文件編輯界面，快捷鍵P-B，進入加載3D模型菜單


選擇Generic STEP Model，表示加載STEP格式的模型文件，下方的Embed STEP Model按鈕進去找到剛才下載好的文件











OK之后模型文件會跟隨你的鼠標到設計窗口，隨便找個地方單擊擺好





此時按快捷鍵3進入3D模式，會發(fā)現(xiàn)有時候模型方向及高度會不對，這是由于設計模型的人建模的時候選擇的參考基準面不一樣造成的，我們需要自己調(diào)節(jié)一下，雙擊模型回到剛才的編輯頁面







修改X方向角度90度，OK返回，發(fā)現(xiàn)模型已經(jīng)正常方向了



充分利用AD強大的各種對齊功能把模型擺好，大功告成，保存之后在原理圖庫里面指定該封裝，編譯集成庫，然后在設計PCB的時候調(diào)用集成庫，軟件就自動把3D模型帶入到PCB編輯器，設計PCB的時候就可以隨時參照實物模型了


最后擺多幾個造型，再拍幾張






在14版中，在PCB環(huán)境建模有了新的一套思路，模型活了
下面給大家簡單介紹一下新版的模型制作。
還是以這個散熱器為例，我們先繪制一個散熱器的截面圖，由于是繪制截面圖，我們可以加入更多的細節(jié)，比如鰭片上的圓角，甚至鰭片上的波紋。



然后我們P-B放置模型，依然選擇Extruded，下面顏色還是選那個顏色，高度變成了我們需要的散熱器長度了，假定是200mm長





OK之后開始圍繞剛才繪制的邊線放置模型，畫線過程中可以按shift+空格來切換走線模式，這點跟交互布線是一樣的，完成之后的樣子

進入3D模式看看效果，性感的圓角，鰭片與本體之間由寬到窄的角度，是不是感覺很舒服呢，這些在舊版里面幾乎是不可完成的任務





然后我們雙擊模型區(qū)域，進入剛才放置模型的界面，這里不再是放置模型了，而是編輯模型的屬性。

點一下右上角的Convert To STEP，意思就是吧這個模型轉(zhuǎn)換成STEP格式的通用模型，這樣我們就可以把這個模型當成普通模型來隨便蹂躪了，哈哈，OK退出之后，再次雙擊模型，又進入了這個界面


好像不一樣了，是的，現(xiàn)在變成了STEP格式的那個操作界面了
現(xiàn)在我們要讓這個豎立起來的散熱器倒下去，當然就是把Y軸方向旋轉(zhuǎn)90度



OK退出之后看看效果





爽吧，我們再利用AD里面的各種對齊命令，把散熱器擺到想要的地方。


然后就可以過河拆橋了，刪除掉那些截面圖的線，刪除掉對齊的參考線，然后再把散熱器和MOS管組合。大功告成了，來看看效果，螺釘我就不加了，要加的兄弟可以自己動手加上去。


怎么樣，簡單吧，光說這個散熱器模型制作，14版確實至少可以比之前的版本節(jié)約80%的時間。

下面給大家簡單介紹一下在AD環(huán)境用AD自己制作模型，由于電源行業(yè)會用到非常多的非標準器件，其中電感，變壓器，散熱器這幾樣東西定制性非常強，基本很難找到有現(xiàn)成的模型來直接使用，這時候就需要自己動手做，下面我們一步一步來做一個散熱器，假定現(xiàn)在需要用到這樣的一款散熱器。

第一步，我們要在AD的PCB編輯環(huán)境里面繪制出散熱器的長度和寬度，另外還可以畫出一條表示散熱器本體厚度的參考線


這個尺寸可以找供應商提供，可以自己動手用卡尺量，當然，也可以目測哈
畫好之后大概就是這個樣子了



第二步，快捷鍵P-B，調(diào)出放置3D模型界面，單選模型類型Extruded，設置模型顏色及透明度，這里白色散熱器就選這個白里透點黃的顏色，目的是在實物之后方便與其他模型區(qū)分開，透明度當然是拉到最大，表示不透明


設置好模型的相對高度及絕對高度，相對高度是指將要產(chǎn)生的這個模型在軟件界面上垂直PCB方向上的高度，也就是PCB編輯器中3維基準0點的相對高度，絕對高度是指將要產(chǎn)生的這個模型本身的高度，也就是這個散熱器型材的高度，我需要繪制的這個散熱器高度是75mm





設置好之后其他的不用管，按OK之后鼠標變成十字，然后圍著以前畫好的散熱器本體部分點一圈，有點類似PCB畫鋪銅的那種操作，點完之后右鍵結(jié)束


這時候這部分模型就自動出來了，進入3D視圖模式看看效果吧



嗯，就是這樣的，下面開始畫鰭片部分，操作方法一樣


第一片，注意設置偏移高度



第二片，注意設置偏移高度依次遞減





第N片，鰭片畫完了





散熱器本體和鰭片都畫完了，但是散熱器還沒用完，因為這時候你會發(fā)現(xiàn)，鼠標可以隨意移動散熱器上的任何部件，根本不是一個整體，在設計PCB的時候這當然是不行的，因為這應該是一個整體，在布線或者布局的時候隨時有需要調(diào)整位置，這樣調(diào)整位置就杯具了，總不可能一片一片的鰭片移過去吧，除非全部鰭片選中了，整體剪切下來再粘貼到想要的地方。
這樣不行，根本沒有效率可言，對了，PCB不是有個組合功能嗎？來試一下！

全選之后組合，好了，來移動一下看看效果，按住MOS移動一下，果然組合好了，MOS和散熱器邊框的絲印都整體移動了，等等，怎么模型還在那，看來AD這個組合根本不支持模型組合。

不對啊，庫里面帶出來的模型怎么就可以捆綁在一起移動呢，原來軟件認為那本來就是元件的一部分，就像焊盤一樣，模型只是其中的一個部件，這種后天性的組合不能識別模型，盡管在組合的時候選中了他們，但是軟件還是沒把他當自家人，這是軟件的BUG？


聰明的設計人員怎么會沒有想到呢，其實這個不能用簡單的組合，要把他們捆綁在元件里面需要其他的方法，下面我們來操作一遍，把其中一個元件屬性打開，比如Q1，去掉其中的Lock Primitives，OK返回

重新選中所有需要組合的部件，包括MOS,散熱器模型和邊框線，然后快捷鍵T-V-A，具體的菜單兄弟們自己去找了哈，之后鼠標變成十字，在Q1（剛才去掉Lock Primitives的元件）上單擊一下，會彈出一個對話框，直接確認。然后再試試移動，隨便按住散熱器什么地方，直接拖動整體都可以一起移動了，散熱器已經(jīng)被認為是Q1的一部分了，為了以防以后誤操作，再次進入Q1屬性頁面，重新勾上Lock Primitives即可，同樣的方法，你也可以不捆綁在Q1，可以捆綁成其他某個元件（因為Q1在散熱器上的位置也許也要調(diào)整呢）
最后裝上螺釘，來幾張全家福







看到這些五顏六色，abccba是否有壓力？這些元器件是否需要自己一個一個一個地量尺寸建立，如是，是否需要花費很多很多…很多時間呢？

一些標準的器件，比如0805 1206 sot23 TO220以及一些IC器件，都可以在供應商或者其他3D模型論壇及網(wǎng)站有現(xiàn)成的可以下載，但是下載之后還要仔細校對尺寸這是必須的
一些非標準的器件，尤其在電源行業(yè)，非標準器件非常多，比如各種各樣的磁芯，骨架，電感線圈，散熱器，接插件等這些，大多需要自己來繪制模型，好在都是一勞永逸的，這次花時間做好模型，下次再做其他產(chǎn)品需要用到同類東西的時候直接調(diào)用就行
AD在這方面相對完善一些，在PCB環(huán)境下就可以直接繪制一些3D模型，復雜點的還是需要第三方的專業(yè)3D軟件來完成，并且可以把下載好的模型或者自己制作的模型，統(tǒng)一編譯成AD的標準集成庫，這樣在設計的時候，就可以像繪制原理圖和PCB一樣直接調(diào)用就可以了
花費時間多不多完全看自己對軟件的熟練程度，而且時間這個東西完全是仁者見仁智者見智的，有人愿意蹲在那里連續(xù)玩幾個小時游戲，覺得時間一點都不多，反而覺得花10分鐘做一個模型完全是在浪費青春，嗯，這怎么解。
給大家看看新版的柔性PCB



給大家分享一下之前做的一塊板





Altium designer 14的安裝我大概介紹一下步驟，由于手上只有win7的32位的電腦，就無法演示XP32，xp64，win764等系統(tǒng)，具體會有什么問題也無法驗證了，但是我相信只要按照步驟一步一步來，應該不會出錯的。
由于這個屬于破解軟件，無法像正版軟件一樣提供標準的安裝程式（也許是破解的人覺得麻煩了不像費那么多心思重新打包，反正我們最終的目的是運行軟件，而不是安裝軟件）
第一步，下載我上面提供的網(wǎng)盤下載連接，提取碼和解壓密碼也有
第二步，找一個硬盤空間足夠的地方來解壓，解壓出來大概也是1.6G的樣子
第三步，在解壓出來的文件夾找到dotNetFx40_Full_x86_x64.exe文件，安裝之，這個需要比較久的時間。






第四步，找到TeighaX_Setup_3.9.0.msi文件，安裝之








第五步，如果你是32位系統(tǒng)，復制文件_Program Files.exe到目錄C:\Program Files
如果你是64位系統(tǒng)，復制_Program Files.exe到目錄C:\Program Files (x86)
我是32位，所以。。。
復制完成之后以管理員身份運行，其實這是一個自解壓文件，破解者把正常安裝時需要安裝到這個目錄的文件打包成一個exe，然后復制過來運行就是把文件解壓出來到這個目錄而已




等待解壓完成





第六步，如果你是win7或者win8的系統(tǒng)，復制 _ProgramData.exe 到目錄 %ProgramData%?/font>


如果你是XP系統(tǒng)，復制到 C:\Documents and Settings\All Users\Application Data\?/font>
復制完成之后還是以管理員身份運行之





還是自解壓，還是默認目錄



第七步，如果你是win7，win8系統(tǒng)，復制文件 _Users_Public_Documents.exe到目錄 C:\Users\Public\Documents


如果你是XP系統(tǒng)，復制到C:\Documents and Settings\All Users\Documents\
還是繼續(xù)以管理員身份運行



還是默認目錄，繼續(xù)自解壓





第八步，添加注冊表文件
下載好的文件里面包含4個注冊表文件，
32位win7，win8使用Altium_x32.reg
64位win7，win8使用Altium_x64.reg
32位XP使用 Altium_x32XP.reg
64位XP使用Altium_x64XP.reg
找到對應自己系統(tǒng)的注冊表文件，直接雙擊，中途會彈出確認對話框，確認添加即可
第九步，創(chuàng)建快捷方式
32位系統(tǒng)，到目錄C:\Program Files\Altium\AD14\
64位系統(tǒng)，到目錄C:\Program Files (x86)\Altium\AD14\
就是上面第五步解壓出來的文件夾
找到DXP.EXE文件，右鍵發(fā)送到桌面快捷方式
第十步，運行DXP.EXE文件，添加許可文件，許可文件在下載解壓出來的文件夾Licenses里面找，一共有14個，選擇其中一個添加即可，然后就沒有然后了。
安裝完成，運行正常


友情提示，由于是破解版軟件，且都是傻瓜式的復制解壓到目錄的安裝方法，然后直接導入注冊表，所以不要擅自更改安裝目錄，以免安裝失敗或以后有些莫名其妙的問題。

搖滾孤魂

模型在哪里下的？

如此VS甚好

模型在哪里下的？

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那里下載啊

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資料很好，學習學習

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