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做了10年,100+项目后,一个在公司开发部的电子工程师聊开关电源设计,说得真是太接地气了

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很多人在电源学习阶段··|,自然而然地会接触到Buck、Boost、Flyback、半桥、移相全桥、LLC等等 一大堆技术需要理解和应用到实际项目中··|--。


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··|--。


现在都老油条了··|,自己也算是一个比较勤奋的人··|,做了10年··|,设计过大大小小项目100+··|,各种拓扑··|,各种功率··|,基本上玩过一遍了··|--。



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··|,我准备将平时涉及到的一些对开发项目的想法··|,通过最简单··|,通俗的语言··|,用工程实践检验过的最可靠的理论··|,和大家一起分享··|--。


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··|--。


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··|--。


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··|--。


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··|--。


必须加一句··|,像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··|--。


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··|--。


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:


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··|--。


2、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)··|--。


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、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··|--。


5、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··|--。



然后电工电子技术必须掌握的东西:


1》单相交流电··|--。


2》单相交流电整流··|--。


3》三相交流电··|--。


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··|--。


6》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··|--。


7》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)··|--。


8》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··|--。


9》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··|--。


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··|--。


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··|--。


最近··|,由电子发烧友网学院团队策划的“5周快速精通反激开关电源电路设计”相关课程很不错··|,值得推荐··|--。



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3.根据原理图详细讲解重要器件参数、功率计算··|,如光耦输入输出电容等··|,根据参数选型··|--。

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