開關電源研發前線工程師對後生”小白“的話
發布時間:2016-07-13 責任編輯:wenwei
【導讀】回想自己剛開始做電源學習階段,Buck、Boost、Flyback、半橋、移相全橋、LLC一大堆;各種資料,各種教程,鋪天蓋地,看不完,似懂非懂。就這樣從迷茫,艱難中,一步步走出來。從研發前線退下來之後寫了一些關於開關電源設計的感悟,希望看了對有誌於該行業的你有所幫助。
現在都老油條了,自己也算是一個比較勤奮的人,做了五年了,各種拓撲,各種功率,基本上玩過一遍了。
技(ji)術(shu)放(fang)下(xia)太(tai)久(jiu),就(jiu)會(hui)生(sheng)疏(shu),為(wei)了(le)不(bu)要(yao)浪(lang)費(fei)掉(diao)自(zi)己(ji)辛(xin)勤(qin)學(xue)習(xi)積(ji)累(lei)的(de)東(dong)西(xi),更(geng)為(wei)了(le)新(xin)手(shou)能(neng)夠(gou)快(kuai)速(su)找(zhao)到(dao)學(xue)習(xi)的(de)路(lu)子(zi),快(kuai)速(su)入(ru)門(men),真(zhen)的(de)邁(mai)進(jin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)這(zhe)個(ge)世(shi)界(jie),我(wo)準(zhun)備(bei)開(kai)帖(tie)寫(xie)教(jiao)程(cheng),現(xian)在(zai)常(chang)用(yong)的(de)拓(tuo)撲(pu)一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)寫(xie),用(yong)最(zui)簡(jian)單(dan),通(tong)俗(su)的(de)語(yu)言(yan),用(yong)工(gong)程(cheng)實(shi)踐(jian)檢(jian)驗(yan)過(guo)的(de)最(zui)可(ke)靠(kao)的(de)理(li)論(lun)。
科學都是可以理解的,一點不玄幻的,咱不是中醫,不搞博大精深。
希望大家多多支持,同時歡迎各位前輩高手來拍磚。
先說說做開關電源需要具備的理論基礎:我們做電源的工程師,分兩類,一類是搞研究的,一類是搞工程的。
所謂搞研究的,就是研究各種新的技術、新材料、新工藝、新的拓撲結構等等。這些人需要很高的理論底子,當然必須是高學曆,數學、電磁學、電子學、自動控製等等,各種專業,各種牛逼。
還有一種就是我們最常見的電源工程師,就是在公司開發部做項目的電子工程師。
本文麵對的是第二類的,也就是麵對應用階層的電源設計工程師。
必須加一句,像陶顯芳老師、趙(zhao)修(xiu)科(ke)老(lao)師(shi)這(zhe)一(yi)類(lei)的(de)妖(yao)怪(guai)級(ji)別(bie)的(de)大(da)師(shi)寫(xie)的(de)書(shu),新(xin)手(shou)完(wan)全(quan)沒(mei)必(bi)要(yao)使(shi)勁(jin)啃(ken)的(de),很(hen)費(fei)時(shi)費(fei)力(li)。大(da)可(ke)囫(hu)圇(lun)吞(tun)棗(zao)看(kan)一(yi)下(xia),能(neng)懂(dong)多(duo)少(shao)是(shi)多(duo)少(shao)。然(ran)後(hou)在(zai)慢(man)慢(man)成(cheng)長(chang)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),回(hui)頭(tou)再(zai)看(kan),就(jiu)會(hui)有(you)很(hen)大(da)的(de)收(shou)獲(huo)。
我(wo)們(men)是(shi)做(zuo)工(gong)程(cheng)的(de),他(ta)們(men)搞(gao)理(li)論(lun)基(ji)礎(chu)的(de)。大(da)師(shi)寫(xie)的(de)書(shu),一(yi)下(xia)子(zi)完(wan)全(quan)看(kan)懂(dong),不(bu)大(da)可(ke)能(neng)。那(na)些(xie)書(shu)很(hen)多(duo)方(fang)麵(mian)寫(xie)得(de)很(hen)詳(xiang)細(xi),有(you)完(wan)整(zheng)的(de)理(li)論(lun)推(tui)導(dao),包(bao)括(kuo)的(de)也(ye)非(fei)常(chang)全(quan)麵(mian)。但(dan)是(shi)我(wo)還(hai)是(shi)奉(feng)勸(quan)新(xin)手(shou)不(bu)要(yao)在(zai)數(shu)學(xue)公(gong)式(shi)裏(li)麵(mian)糾(jiu)結(jie)。
那些書完全可以作為技術手冊來使用。做技術都有一個成長的過程,到了一定的程度,那些書就很有用處了。
我們應用類的工程師需要必須具備的理論基礎有:模mo擬ni電dian子zi技ji術shu基ji礎chu。先xian說shuo模mo擬ni電dian子zi技ji術shu的de學xue習xi深shen度du問wen題ti。剛gang畢bi業ye,一yi般ban都dou不bu可ke能neng把ba模mo電dian學xue好hao,誰shui要yao是shi真zhen的de覺jiao得de自zi己ji剛gang畢bi業ye就jiu很hen牛niu逼bi,那na就jiu有you兩liang種zhong可ke能neng,要yao麼me自zi己ji自zi高gao自zi大da,不bu知zhi天tian高gao地di厚hou;要麼就是跟導師真正實際做過項目,並且勤奮學習理論的人。

對於我們做電源的工程師來說,模電必須懂的東西我列舉一下:
1 電(dian)阻(zu)。電(dian)阻(zu)是(shi)各(ge)種(zhong)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)裏(li)麵(mian)最(zui)基(ji)礎(chu)的(de)原(yuan)件(jian),電(dian)阻(zu)在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)裏(li)麵(mian)的(de)應(ying)用(yong)主(zhu)要(yao)有(you)各(ge)種(zhong)控(kong)製(zhi)返(fan)回(hui)電(dian)路(lu)的(de)分(fen)壓(ya)網(wang)絡(luo),然(ran)後(hou)就(jiu)是(shi)吸(xi)收(shou)回(hui)路(lu)裏(li)麵(mian)的(de)功(gong)率(lv)耗(hao)散(san)。我(wo)們(men)設(she)計(ji)中(zhong)必(bi)須(xu)關(guan)注(zhu)的(de)有(you)電(dian)阻(zu)的(de)封(feng)裝(zhuang),功(gong)耗(hao),耐(nai)壓(ya),精(jing)度(du)。
2 三極管。三極管在開關電源中有兩類用途:第一,做開關管。開關電源的開關管現在主要有Mos管,三極管,IGBT。第二:做信號處理。三極管在開關電源的控製電路裏麵,用的最多的也就是做個保護電路裏麵簡單的小信號開關,然後就是做線性穩壓電源(主電路裏麵的輔助電源)。
需要懂什麼呢,剛開始,知道三極管怎麼打開,怎麼關閉就OK了le。然ran後hou知zhi道dao什shen麼me是shi線xian性xing工gong作zuo狀zhuang態tai,什shen麼me是shi開kai關guan狀zhuang態tai。書shu上shang那na些xie亂luan七qi八ba糟zao的de計ji算suan,先xian放fang下xia來lai,平ping時shi基ji本ben用yong不bu上shang,用yong到dao了le,再zai去qu查zha,很hen快kuai就jiu看kan懂dong了le。千qian萬wan不bu要yao一yi頭tou鑽zuan進jin理li論lun裏li麵mian去qu,浪lang費fei時shi間jian,浪lang費fei精jing力li,用yong到dao的de時shi候hou,第di一yi參can考kao元yuan器qi件jian規gui格ge書shu,第di二er請qing教jiao別bie人ren,然ran後hou再zai回hui頭tou看kan書shu。
3 二er極ji管guan。正zheng向xiang導dao通tong,反fan向xiang截jie止zhi。知zhi道dao什shen麼me是shi二er極ji管guan結jie電dian容rong,二er極ji管guan的de關guan斷duan時shi間jian,反fan向xiang耐nai壓ya,正zheng向xiang導dao通tong電dian壓ya,正zheng向xiang持chi續xu電dian流liu,脈mai衝chong電dian流liu這zhe些xie概gai念nian就jiuOK了,基本夠用了。工作中遇到問題,然後再回頭看書。
4 運yun算suan放fang大da器qi。這zhe個ge東dong西xi在zai電dian源yuan設she計ji裏li麵mian,真zhen的de很hen重zhong要yao。學xue校xiao裏li麵mian老lao師shi講jiang的de虛xu短duan虛xu斷duan,必bi須xu懂dong,這zhe個ge不bu能neng打da折zhe扣kou,反fan饋kui放fang大da器qi,電dian流liu放fang大da器qi,各ge種zhong放fang大da器qi的de設she計ji計ji算suan,它ta都dou是shi基ji礎chu。至zhi於yu頻pin率lv特te性xing,相xiang位wei特te性xing,有you能neng力li的de當dang然ran也ye要yao學xue習xi,也ye是shi很hen有you用yong處chu的de,別bie的de暫zan且qie放fang下xia不bu管guan,不bu要yao死si扣kou理li論lun。
5 比bi較jiao器qi。在zai開kai關guan電dian源yuan裏li麵mian主zhu要yao用yong來lai做zuo快kuai速su保bao護hu電dian路lu,當dang然ran運yun算suan放fang大da器qi也ye可ke以yi用yong來lai做zuo保bao護hu,但dan是shi,特te別bie是shi過guo流liu保bao護hu,運yun算suan放fang大da器qi就jiu不bu行xing,反fan映ying時shi間jian太tai長chang了le;然後就是頻率發生器,PWM比較器,滯回比較器等。比較器和運放相比,還是簡單一些的。
然後電工電子技術必須掌握的東西:
1 單相交流電。
2 單相交流電整流。
3 三相交流電。
4 三相交流電整流。
5 電容。電容的分類:電解電容,最常用的整流濾波電容。電解電容分極性,極性接反了,電容發生化學反應,就短路炸掉了。電解電容的主要參數:耐壓,容值,等效電阻(esr),工作溫度,使用壽命,外觀尺寸。瓷片電容,金屬膜電容,這些電容不分極性,ESR小,一般做高頻旁路用的,因為電解電容ESR比較大,通常在電解電容旁邊並聯ESR小的高頻電容。Y電容,各種標準需要的。(自己百度)。關於電容,在分析電路時候,有一條最重要的我必須強調:電容充電,電流必須由電源正極,通過電容,流向電源負極;電容放電:電流必須由電容正端,通過外部回路,回到電容負端。
6 電感。開關電源裏麵電杆就分兩大類,一類是儲能用的,一類是做濾波器用的,就這兩類。
7 變壓器,開關電源裏麵的變壓器指的就是變壓器,跟工頻變壓器的工作原理一樣。(Flyback,LLC變壓器,這個嚴格意義上,不是變壓器,這倆是耦合電感)。
8 磁芯。必須知道的由:什麼是磁芯截麵積Ae,什麼是窗口麵積Aw,什麼是B-H曲線,這個必須懂的。
9 銅線。必須知道什麼是穿透深度,什麼是電流密度。為什麼要用三層絕緣線,為什麼要打擋牆。
上麵的基本應該差不多了,有遺漏的請各位大神拍磚,歡迎補上,不要誤人子弟。
假如一個剛入行的電源工程師,可以完全搞明白上麵列舉的一些基本概念,那你完全就可以做一個合格的助工了,歡迎加入電源行業。
我(wo)想(xiang)強(qiang)調(tiao)的(de)是(shi),我(wo)們(men)是(shi)搞(gao)工(gong)程(cheng)的(de),不(bu)是(shi)搞(gao)理(li)論(lun)的(de),最(zui)有(you)效(xiao)的(de)學(xue)習(xi)就(jiu)是(shi)在(zai)工(gong)作(zuo)中(zhong)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti),在(zai)學(xue)習(xi)和(he)實(shi)驗(yan)中(zhong)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)。純(chun)粹(cui)的(de)死(si)扣(kou)理(li)論(lun)和(he)純(chun)粹(cui)的(de)試(shi)來(lai)試(shi)去(qu)都(dou)是(shi)不(bu)可(ke)取(qu)的(de)。
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