一名合格电源工程师,至少要了解那些知识?

发表于 2019-08-12 16:11:23 收藏 已收藏
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一名合格电源工程师,至少要了解那些知识?

发表于 2019-08-12 16:11:23

个人对于这个问题还是有一定的发言权的,就以一个简单的Buck变换器的设计为例,主要有这几点。

1.电路拓扑的原理与设计。电源设计的第一步就是拓扑选型及方案设计清楚不同变换器所能实现的功能,根据设计要求选取合适的拓扑;熟知变换器的工作状态,能对变换器进行稳态分析和交流小信号分析;熟悉变换器的数学模型,能获取变换器稳态输入输出关系和传递函数;根据变换器的传函,能对变换器进行环路设计;在环路设计的基础上,分析系统的稳定性(伯德图等);熟悉变换器的损耗计算(导通损耗、开关损耗)。

2.仿真分析电源设计方案确定之后,可以对其进行仿真分析,已验证设计方案的准确性和可行性。在进行开关电源设计时,常用的仿真软件有PSIM/Pspice(电力电子建模);Saber(数模混合建模);Matlab/Simulink。因为上述这些仿真软件各有特色,我的使用习惯是根据仿真需要,选择仿真软件使用。

3.元器件知识。完成了方案设计、仿真分析之后,就要进行硬件设计,首当其冲的是元器件的选型问题。熟悉功率元器件(IGBT、MOSFET等)的特性及使用方法;熟悉RLC等一般元器件的使用;熟悉变压器或电感的设计方法;熟悉滤波器的设计方法。

4.PCB绘图与制版元器件选型确定之后,就是要制版了,这时会用到Protel或Altium designer。根据设计方案,绘制电源的原理图根据元器件选型,制作其封装库(有些需要自己制作);PCB板布线(需考虑接地、EMC等问题);将PCB图交厂家生产。

5.数字控制器的使用开关器件的开关信号可由模拟电路产生也可由数字控制器产生,当使用数字控制器时,就需要熟悉其原理及使用方法,常用的有DSP、FPGA等。熟悉数字控制器的原理熟悉数字控制器外围电路的设计熟悉数字控制器的编程语言能根据相应的调制方式产生开关器件的开关信号。

6.EMC设计贯穿电源设计的始终,涉及到屏蔽、滤波、接地、PCB 设计等层面,对于开关电源的设计非常重要。

那么怎样进行学习呢?

基本理论的学习:千里之行始于足下,没有扎实的理论基础,就无法出色地设计一个开关电源。

在实践中检验所学:在实践中检验所学,在实践中深入学习。当你把一个电路调通,输出符合设计的目标时,那种喜悦是别人无法体会的。不怕出问题,就怕不出问题。在电路的设计、仿真和硬件的制作过程中,每出现的一个问题都是学习的对象,知识的运用与积累也是建立在这样的一个个问题之中。在实践中学习最能提高一个电源设计师的水平。

想学好开关电源,实践绝对是第一位的,只有测试验证跟你的理论分析和仿真印证起来,你才能具体明白这是个怎样的原理。但是实践并非瞎整,得需要用理论知识武装自己的大脑。

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