電源應(yīng)用工程師必須懂的開(kāi)關(guān)電源知識(shí)

在路上---研發(fā)前線工程師開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)感悟!

回想自己剛開(kāi)始做電源學(xué)習(xí)階段，Buck、Boost、Flyback、半橋、移相全橋、LLC一大堆。從迷茫，艱難中，一步步走出來(lái)?，F(xiàn)在都從一線研發(fā)退出了，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?，F(xiàn)在都老油條了，自己也算是一個(gè)比較勤奮的人，做了五年了，各種拓?fù)?，各種功率，基本上玩過(guò)一遍了。

技術(shù)放下太久，就會(huì)生疏，為了不要浪費(fèi)掉自己辛勤學(xué)習(xí)積累的東西，更為了新手能夠快速找到學(xué)習(xí)的路子，快速入門(mén)，真的邁進(jìn)開(kāi)關(guān)電源這個(gè)世界，我準(zhǔn)備開(kāi)帖寫(xiě)教程，現(xiàn)在常用的拓?fù)湟粋€(gè)一個(gè)寫(xiě)，用最簡(jiǎn)單，通俗的語(yǔ)言，用工程實(shí)踐檢驗(yàn)過(guò)的最可靠的理論?？茖W(xué)都是可以理解的，一點(diǎn)不玄幻的，咱不是中醫(yī)，不搞博大精深。希望大家多多支持，同時(shí)歡迎各位前輩高手來(lái)拍磚。

先說(shuō)說(shuō)做開(kāi)關(guān)電源需要具備的理論基礎(chǔ)：我們做電源的工程師，分兩類(lèi)，一類(lèi)是搞研究的，一類(lèi)是搞工程的。所謂搞研究的，就是研究各種新的技術(shù)、新材料、新工藝、新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等等。這些人需要很高的理論底子，當(dāng)然必須是高學(xué)歷，數(shù)學(xué)、電磁學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制等等，各種專(zhuān)業(yè)，各種牛逼。有一種就是我們最常見(jiàn)的電源工程師，就是在公司開(kāi)發(fā)部做項(xiàng)目的電子工程師。本文面對(duì)的是第二類(lèi)的，也就是面對(duì)應(yīng)用階層的電源設(shè)計(jì)工程師。

必須加一句，像陶顯芳老師、趙修科老師這一類(lèi)的妖怪級(jí)別的大師寫(xiě)的書(shū)，新手完全沒(méi)必要使勁啃的，很費(fèi)時(shí)費(fèi)力。大可囫圇吞棗看一下，能懂多少是多少。然后在慢慢成長(zhǎng)的過(guò)程中，回頭再看，就會(huì)有很大的收獲。我們是做工程的，他們搞理論基礎(chǔ)的。大師寫(xiě)的書(shū)，一下子完全看懂，不大可能。那些書(shū)很多方面寫(xiě)得很詳細(xì)，有完整的理論推導(dǎo)，包括的也非常全面。但是我還是奉勸新手不要在數(shù)學(xué)公式里面糾結(jié)。那些書(shū)完全可以作為技術(shù)手冊(cè)來(lái)使用。做技術(shù)都有一個(gè)成長(zhǎng)的過(guò)程，到了一定的程度，那些書(shū)就很有用處了。

我們應(yīng)用類(lèi)的工程師需要必須具備的理論基礎(chǔ)有：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。先說(shuō)模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)深度問(wèn)題。剛畢業(yè)，一般都不可能把模電學(xué)好，誰(shuí)要是真的覺(jué)得自己剛畢業(yè)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(dǎo)師真正實(shí)際做過(guò)項(xiàng)目，并且勤奮學(xué)習(xí)理論的人。

對(duì)于我們做電源的工程師來(lái)說(shuō)，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(chǔ)的原件，電阻在開(kāi)關(guān)電源里面的應(yīng)用主要有各種控制返回電路的分壓網(wǎng)絡(luò)，然后就是吸收回路里面的功率耗散。我們?cè)O(shè)計(jì)中必須關(guān)注的有電阻的封裝，功耗，耐壓，精度。

2 三極管。三極管在開(kāi)關(guān)電源中有兩類(lèi)用途：第一，做開(kāi)關(guān)管。開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管現(xiàn)在主要有Mos管，三極管，IGBT。第二：做信號(hào)處理。三極管在開(kāi)關(guān)電源的控制電路里面，用的最多的也就是做個(gè)保護(hù)電路里面簡(jiǎn)單的小信號(hào)開(kāi)關(guān)，然后就是做線性穩(wěn)壓電源(主電路里面的輔助電源)。

需要懂什么呢，剛開(kāi)始，知道三極管怎么打開(kāi)，怎么關(guān)閉就OK了。然后知道什么是線性工作狀態(tài)，什么是開(kāi)關(guān)狀態(tài)。書(shū)上那些亂七八糟的計(jì)算，先放下來(lái)，平時(shí)基本用不上，用到了，再去查，很快就看懂了。千萬(wàn)不要一頭鉆進(jìn)理論里面去，浪費(fèi)時(shí)間，浪費(fèi)精力，用到的時(shí)候，第一參考元器件規(guī)格書(shū)，第二請(qǐng)教別人，然后再回頭看書(shū)。

3 二極管。正向?qū)?，反向截止。知道什么是二極管結(jié)電容，二極管的關(guān)斷時(shí)間，反向耐壓，正向?qū)妷?，正向持續(xù)電流，脈沖電流這些概念就OK了，基本夠用了。工作中遇到問(wèn)題，然后再回頭看書(shū)。

4 運(yùn)算放大器。 這個(gè)東西在電源設(shè)計(jì)里面，真的很重要。學(xué)校里面老師講的虛短虛斷，必須懂，這個(gè)不能打折扣，反饋放大器，電流放大器，各種放大器的設(shè)計(jì)計(jì)算，它都是基礎(chǔ)。至于頻率特性，相位特性，有能力的當(dāng)然也要學(xué)習(xí)，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(kāi)關(guān)電源里面主要用來(lái)做快速保護(hù)電路，當(dāng)然運(yùn)算放大器也可以用來(lái)做保護(hù)，但是，特別是過(guò)流保護(hù)，運(yùn)算放大器就不行，反映時(shí)間太長(zhǎng)了;然后就是頻率發(fā)生器，PWM比較器，滯回比較器等。比較器和運(yùn)放相比，還是簡(jiǎn)單一些的。

然后電工電子技術(shù)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(lèi)：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(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就短路炸掉了。電解電容的主要參數(shù)：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?yàn)殡娊怆娙軪SR比較大，通常在電解電容旁邊并聯(lián)ESR小的高頻電容。Y電容，各種標(biāo)準(zhǔn)需要的。(自己百度)。關(guān)于電容，在分析電路時(shí)候，有一條最重要的我必須強(qiáng)調(diào)：電容充電，電流必須由電源正極，通過(guò)電容，流向電源負(fù)極;電容放電：電流必須由電容正端，通過(guò)外部回路，回到電容負(fù)端。

6 電感。開(kāi)關(guān)電源里面電桿就分兩大類(lèi)，一類(lèi)是儲(chǔ)能用的，一類(lèi)是做濾波器用的，就這兩類(lèi)。

7 變壓器。開(kāi)關(guān)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(gè)嚴(yán)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(gè)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。

上面的基本應(yīng)該差不多了，有遺漏的請(qǐng)各位大神拍磚，歡迎補(bǔ)上，不要誤人子弟。

假如一個(gè)剛?cè)胄械碾娫垂こ處?，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(gè)合格的助工了，歡迎加入電源行業(yè)。

我想強(qiáng)調(diào)的是，我們是搞工程的，不是搞理論的，最有效的學(xué)習(xí)就是在工作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中解決問(wèn)題。純粹的死扣理論和純粹的試來(lái)試去都是不可取的。