研发前线工程师开关电源设计感悟！

Zedd

研发前线工程师开关电源设计感悟！

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回想自己刚开始做电源学习阶段，Buck、Boost、Flyback、半桥、移相全桥、LLC一大堆。 从迷茫，艰难中，一步步走出来。 现在都从一线研发退出了，回想自己起步阶段的艰难：各种资料，各种教程，铺天盖地，看不完，似懂非懂。 3 F! j" j. B+ L6 _2 p 现在都老油条了，自己也算是一个比较勤奋的人，做了五年了，各种拓扑，各种功率，基本上玩过一遍了。 # ^! Y+ s2 Y& ?% Y3 l : ]5 h- g- I" Y# a技术放下太久，就会生疏，为了不要浪费掉自己辛勤学习积累的东西，更为了新手能够快速找到学习的路子，快速入门，真的迈进开关电源这个世界，我准备开帖写教程，现在常用的拓扑一个一个写，用最简单，通俗的语言，用工程实践检验过的最可靠的理论。 + c+ E' K# H, y) n) P ; V4 ]. e- U- b7 G: I$ K# u科学都是可以理解的，一点不玄幻的，咱不是中医，不搞博大精深。 + E: t) r1 Z! k6 F2 ]/ i ; Z2 L7 o+ m: ^. I2 I" P& K希望大家多多支持，同时欢迎各位前辈高手来拍砖。 先说说做开关电源需要具备的理论基础：我们做电源的工程师，分两类，一类是搞研究的，一类是搞工程的。 + N; q$ S/ S$ k0 T% l 4 ^, l# _# }& ?9 b4 ?+ e% b所谓搞研究的，就是研究各种新的技术、新材料、新工艺、新的拓扑结构等等。这些人需要很高的理论底子，当然必须是高学历，数学、电磁学、电子学、自动控制等等，各种专业，各种牛逼。 * {4 ?& @- C; D' Q  D  F还有一种就是我们最常见的电源工程师，就是在公司开发部做项目的电子工程师。 本文面对的是第二类的，也就是面对应用阶层的电源设计工程师。 ; h3 |: F' L5 x$ [2 U! Y& R6 n 必须加一句，像 陶显芳老师 赵修科老师 这一类的妖怪级别的大师写的书，新手完全没必要使劲啃的，很费时费力。大可囫囵吞枣看一下，能懂多少是多少。然后在慢慢成长的过程中，回头再看，就会有很大的收获。 ( h1 _9 M+ R! `, |2 ~ 我们是做工程的，他们搞理论基础的。大师写的书，一下子完全看懂，不大可能。那些书很多方面写得很详细，有完整的理论推导，包括的也非常全面。但是我还是奉劝新手不要在数学公式里面纠结。 那些书完全可以作为技术手册来使用。做技术都有一个成长的过程，到了一定的程度，那些书就很有用处了。 " n) ?5 v  Q6 }! `1 F# D 我们应用类的工程师需要必须具备的理论基础有：模拟电子技术基础。先说模拟电子技术的学习深度问题。刚毕业，一般都不可能把模电学好，谁要是真的觉得自己刚毕业就很牛逼，那就有两种可能，要么自己自高自大，不知天高地厚；要么就是跟导师真正实际做过项目，并且勤奋学习理论的人。对于我们做电源的工程师来说，模电必须懂的东西我列举一下： " F+ l9 A$ k6 V- d7 ^6 u6 V, S 1 电阻。电阻是各种电子电路里面最基础的原件，电阻在开关电源里面的应用主要有各种控制返回电路的分压网络，然后就是吸收回路里面的功率耗散。我们设计中必须关注的有电阻的封装，功耗，耐压，精度。 6 H! y0 H) c6 l, k8 c( x4 W4 b) L 1 k) G7 M+ T" t8 @! V9 \" C2 三极管。三极管在开关电源中有两类用途：第一，做开关管。开关电源的开关管现在主要有Mos管，三极管，IGBT。第二：做信号处理。三极管在开关电源的控制电路里面，用的最多的也就是做个保护电路里面简单的小信号开关，然后就是做线性稳压电源（主电路里面的辅助电源）。 # V4 `$ v: e! @0 {& h5 c& Z需要懂什么呢，刚开始，知道三极管怎么打开，怎么关闭就OK了。然后知道什么是线性工作状态，什么是开关状态。书上那些乱七八糟的计算，先放下来，平时基本用不上，用到了，再去查，很快就看懂了。千万不要一头钻进理论里面去，浪费时间，浪费精力，用到的时候，第一参考元器件规格书，第二请教别人，然后再回头看书。 3 I& e; K# a  O % }* y7 h0 o4 {1 L3 二极管。正向导通，反向截止。知道什么是二极管结电容，二极管的关断时间，反向耐压，正向导通电压，正向持续电流，脉冲电流这些概念就OK了，基本够用了。工作中遇到问题，然后再回头看书。 4 运算放大器。 这个东西在电源设计里面，真的很重要。学校里面老师讲的虚短虚断，必须懂，这个不能打折扣，反馈放大器，电流放大器，各种放大器的设计计算，它都是基础。至于频率特性，相位特性，有能力的当然也要学习，也是很有用处的，别的暂且放下不管，不要死扣理论。 % m3 f+ |$ \( ]* d$ ^& S6 N 0 |* Z, `7 M- c8 ^7 g5 比较器。在开关电源里面主要用来做快速保护电路，当然运算放大器也可以用来做保护，但是，特别是过流保护，运算放大器就不行，反映时间太长了；然后就是频率发生器，PWM比较器，滞回比较器等。比较器和运放相比，还是简单一些的。 5 r6 K1 t; t: U7 A: o' ? % Y! N# `7 Y" a# e. u然后电工电子技术必须掌握的东西： # X/ t: p6 }# P8 r9 q1 单相交流电。 2 单相交流电整流。 # R9 [0 v1 Y" o9 e. h  a! v: o$ X 7 s  I( V( T" p& B3 三相交流电。 ' h7 r) G. v- I. H/ j2 J% I. p 4 三相交流电整流。 5 电容。电容的分类：电解电容，最常用的整流滤波电容。电解电容分极性，极性接反了，电容发生化学反应，就短路炸掉了。电解电容的主要参数：耐压，容值，等效电阻（esr），工作温度，使用寿命，外观尺寸。瓷片电容，金属膜电容，这些电容不分极性，ESR小，一般做高频旁路用的，因为电解电容ESR比较大，通常在电解电容旁边并联ESR小的高频电容。Y电容，各种标准需要的。（自己百度）。关于电容，在分析电路时候，有一条最重要的我必须强调：电容充电，电流必须由电源正极，通过电容，流向电源负极；电容放电：电流必须由电容正端，通过外部回路，回到电容负端。 $ a. X/ i  O2 u1 _2 e" M) |3 O9 B / w' {0 O; U$ q, H1 g: y$ E2 `5 电感。开关电源里面电杆就分两大类，一类是储能用的，一类是做滤波器用的，就这两类。 ! l* }9 k/ F) Z" c4 h+ s) | 6 变压器，开关电源里面的变压器指的就是变压器，跟工频变压器的工作原理一样。（Flyback，LLC变压器，这个严格意义上，不是变压器，这俩是耦合电感）。 7 磁芯。必须知道的由：什么是磁芯截面积Ae,什么是窗口面积Aw，什么是B-H曲线，这个必须懂的。 " v% m" i' m( B. ]9 L& q7 E3 I9 f+ q ; b/ G2 a' ^0 d6 ]/ L( e8 铜线。必须知道什么是穿透深度，什么是电流密度。为什么要用三层绝缘线，为什么要打挡墙。 上面的基本应该差不多了，有遗漏的请各位大神拍砖，欢迎补上，不要误人子弟。 ' `' B4 v6 h- x & p% n- w: J/ }! a1 o) v/ y假如一个刚入行的电源工程师，可以完全搞明白上面列举的一些基本概念，那你完全就可以做一个合格的助工了，欢迎加入电源行业。 6 P0 B& j- U5 a1 H) r' r0 f我想强调的是，我们是搞工程的，不是搞理论的，最有效的学习就是在工作中发现问题，在学习和实验中解决问题。纯粹的死扣理论和纯粹的试来试去都是不可取的。

yxlk

写的不错 谢谢分享