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菜鸟工程师该如何去学习,如何去研发开关电源?

作者:五金加工
文章来源:本站

  菜鸟工程师该如何去学习,如何去研发开关电源?

  最好是到一家开关电源公司上班,从基础做起,毕竟开关电源发展越来越趋于小型化,涉及的电子基础,布线规则,各国安规及EMC认证比较繁杂,再有就是调试非常麻烦,各种测试及设备都涉及的比较多,还有开关电源的设计总类,功率大小等都非常多,总之,开发一种开关电源,哪怕是稍微改进一下都比较复杂,光靠书本知识是远远不够的

  菜鸟工程师该如何去学习,如何去研发开关电源?

  开关电源相对来说学习是比较难的,考虑的东西也是很多的。一般来说,电源部分的设计周期都是滞后其它模块电路开发的。因为电源是供电系统,要等其它电路供电电压确定后,才好进行设计。电源电路设计周期短,难度又不小,对电源开发工程师是一个不小的挑战。

  一、该如何去学习?

   学开关电源,首先你基础的电路知识要懂。模电数电、电磁场、变压器、电感、电容等等知识都要学个明白。这些基础知识都会了后,可以选基本适合自己开关电源书籍看看。了解下三大基础拓扑电路(BUCK/BOOST/BUCK-BOOST)和正反激式电路的原理(这些我的VXGZH:“零是起源”的文章有讲,也可以去看看)。然后再初步深入学习开关电源其它部分的电路,最起码最后看到一张开关电源图要知道各个电路都是做什么的。最后要懂得如何画PCB,电源板一般都使用单面板,学会使用Altium Designer就足够了,最好也学会用电源仿真软件saber仿真。

  开关书籍推荐三本:1、开关电源设计入门与实例解析(重实例讲解,适合初学者)

   2、精通开关电源设计 (重理论,对设计计算很有用)

   3、开关电源设计指南 (对开发开关电源有指导性)

  二、如何研发开关电源

  要想更好更快地学会设计开关电源,最好的办法就是实践。一步步前进。最好是能进专门开发电源的公司,不仅能参加项目,还有前辈教。

  

菜鸟工程师该如何去学习,如何去研发开关电源?

  1、下面先简单讲解一个开关电路的组成部分

  开关电源大概有以下组成:

  如下图反激式电路:

  ①>RCD 缓冲电路:用于钳制变压器漏感引起的功率开关管Drain级电压过高;

  ②>输出整流滤波电路: 整流AC=>DC输出;

  ③>光耦合反馈电路: 光耦合可以实现高电压的电磁隔离;

  ④>TL431电流反馈电路:输出电压调节反馈电路的一部分;

  ⑤>PWM斩波电路:通过调节占空比调节输出电压;

  ⑥>输入整流模块:220AC=>310DC;

  ⑦>输入保护/EMC防护回路:防止电路异常时对电路内损坏,恶劣环境下EMC考虑;

  ⑧>变压器:电压变换,能量转换。

  2、讲讲FLYBACK 类型SMPS 设计步骤

  1>技术指标: 设计者被要求达到的电器性能,SIZE, EMC工作条件,价位;

  2>黑箱计算:根据使用模式 计算峰值电流,功率等电源工作要素;

  3>变压器设计: 根据功率和IC工作频率来设计变压器初级绕组,根据输出电压,输出组数量来设计次级绕组,并根据实际要素来衡量线规;(设计重点:变压器线圈漏感决定电源质量)

  4>输出整流滤波:根据选用TOPO和输出电压,选用最经济的回路整流滤波.滤波电容挑选ESR小的,或多电容并联降低ESR,减少输出RIPPLE;

  5>IC选用:根据输出功率选用IC, 目前我们用的一般工作在67KHz, 30W-100W输出一般选用STA系列;

  6>控制器/驱动电路:目前IC集成控制/驱动系统,所以不需要单独设计;

  7>输出反馈: 稳定输出,要考虑频率响应,一般用TL431建立电流反馈双环路,比使用三型反馈回路,设计相对简单,建立容易;(设计难点:反馈回路决定电源稳定度)

  8>启动电路: IC VCC回路和系统各模块上电顺序设计;

  9>保护电路:根据系统峰值电流,设计过流过压保护;

  10>热分析和设计: 根据TOPO预计效率估算散热,以此估计KEY元件工作温度,判断是否需要安装散热片和散热片大小;(散热器大小关系到成本和PCB SIZE,如出现散热片过大情况,需要重新返回之前阶段,重新设计)

  

菜鸟工程师该如何去学习,如何去研发开关电源?

  11>PCB LAYOUT:注意电路布局;(设计难点:PCB LAYOUT决定系统EMI和元件寿命)

  ①>SMPS布局一般分为4大MODE,输入环,功率开关环,输出整流环,输出环,四环之间要注意尽量隔离.

  ②>功率地和输出地隔离.

  12>TEST:测试所有性能指标,并改善.并寻求CI的可能性;

  13>EMI/RFI测试:EMI/RFI 必须符合出口国要求;

  你目前的基础如何?会电学的基本知识?

  

菜鸟工程师该如何去学习,如何去研发开关电源?

  

菜鸟工程师该如何去学习,如何去研发开关电源?

  模电掌握得如何?数字电路?

  开关电源只是电子技术的一种具体应用,掌握电子技术的基本才是问题的所在。

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