很多人在電源學習階段,自然而然地會接觸到Buck、Boost、Flyback、半橋、移相全橋、LLC等等 一大堆技術需要理解和應用到實際項目中。
從迷茫,艱難中,一步步走出來,直到今天從一線研發退出,回想自己起步階段的艱難:各種資料,各種教程,鋪天蓋地,看不完,似懂非懂。
在電源這條路上磨礪多年,現在都成老油條了,自己也算是一個比較勤奮的人,做了10年,設計過大大小小項目100+,各種拓撲,各種功率,基本上玩過一遍了。
技術放下太久,就會生疏,為了不要浪費掉自己辛勤學習積累的東西,更為了新手能夠快速找到學習的路子,快速入門,我通過最簡單,通俗的語言,用工程實踐檢驗過的最可靠的理論,和大家一起分享。
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,當然必須是高學歷,數學、電磁學、電子學、自動控制等等,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。
本文面對的是第二類的,也就是面對應用階層的電源設計工程師。
附加一句,在針對電源設計的書上,很多在理論方面寫得很詳細,有完整的理論推導,包括的也非常全面。但是我還是奉勸新手不要在數學公式里面糾結。
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:模擬電子技術基礎。先說模擬電子技術的學習深度問題。剛畢業,一般都不可能把模電學好,誰要是真的覺得自己剛畢業就很牛逼,那就有兩種可能,要么自己自高自大,不知天高地厚;要么就是跟導師真正實際做過項目,并且勤奮學習理論的人。對于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、電阻。電阻是各種電子電路里面最基礎的原件,電阻在開關電源里面的應用主要有各種控制返回電路的分壓網絡,然后就是吸收回路里面的功率耗散。我們設計中必須關注的有電阻的封裝,功耗,耐壓,精度。
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制電路里面,用的最多的也就是做個保護電路里面簡單的小信號開關,然后就是做線性穩壓電源(主電路里面的輔助電源)。
需要懂什么呢,剛開始,知道三極管怎么打開,怎么關閉就 OK 了。然后知道什么是線性工作狀態,什么是開關狀態。書上那些亂七八糟的計算,先放下來,平時基本用不上,用到了,再去查,很快就看懂了。千萬不要一頭鉆進理論里面去,浪費時間,浪費精力,用到的時候,第一參考元器件規格書,第二請教別人,然后再回頭看書。
3、二極管。正向導通,反向截止。知道什么是二極管結電容,二極管的關斷時間,反向耐壓,正向導通電壓,正向持續電流,脈沖電流這些概念就 OK 了,基本夠用了。工作中遇到問題,然后再回頭看書。
4、運算放大器。 這個東西在電源設計里面,真的很重要。學校里面老師講的虛短虛斷,必須懂,這個不能打折扣,反饋放大器,電流放大器,各種放大器的設計計算,它都是基礎。至于頻率特性,相位特性,有能力的當然也要學習,也是很有用處的,別的暫且放下不管,不要死扣理論。
5、比較器。在開關電源里面主要用來做快速保護電路,當然運算放大器也可以用來做保護,但是,特別是過流保護,運算放大器就不行,反映時間太長了;然后就是頻率發生器,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。
然后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并聯 ESR 小的高頻電容。Y 電容,各種標準需要的。(自己百度)。關于電容,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。開關電源里面電桿就分兩大類,一類是儲能用的,一類是做濾波器用的,就這兩類。
7>變壓器。開關電源里面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:什么是磁芯截面積 Ae,什么是窗口面積 Aw,什么是 B-H 曲線,這個必須懂的。
9>銅線。必須知道什么是穿透深度,什么是電流密度。為什么要用三層絕緣線,為什么要打擋墻。
假如一個剛入行的電源工程師,可以完全搞明白上面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。
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