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开关电源工程师需学习哪些知识?

2023-08-03 15:01
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1、电路拓扑的原理与设计

1、清楚不同变换器的功能,根据设计要求选取合适拓扑;

2、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;

3、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;

4、根据变换器的传函,能对变换器进行环路设计;

5、在环路设计基础上,分析系统的稳定性(伯德图等);

6、熟悉变换器的损耗计算(导通损耗、开关损耗);


2、仿真分析

设计方案确定之后,可以对其仿真分析,验证设计方案的准确性和可行性。开关电源设计常用的仿真软件:

1、 PSIM/Pspice(电力电子建模);

2、 Saber(数模混合建模);

3、Matlab/Simulink;

上述仿真软件各有特色,根据使用习惯选择。


3、元器件知识

完成方案设计、仿真分析之后,就要进行硬件设计,首当其冲是元器件选型。

1、熟悉功率元器件(IGBT、MOSFET等)的特性及使用方法;

2、熟悉RLC等一般元器件的使用;

3、熟悉变压器或电感的设计方法;

4、 熟悉滤波器的设计方法;

4、PCB绘图与制板

1、 根据设计方案,绘制原理图;

2、 根据元器件选型,制作封装库(部分需自己制作);

3、 布局布线(需考虑接地、EMC等);

4、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。

1、熟悉数字控制器的原理;

2、熟悉数字控制器外围电路的设计;

3、熟悉数字控制器的编程语言;

4、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

EMC设计贯穿始终电源设计,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。


7、关于「怎样学习」?


 基本理论

千里之行始于足下,没有扎实的理论基础,就无法地设计出色开关电源。

实践部分

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,出现的每个问题都是学习对象,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。


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