電源應(yīng)用工程師必須懂的開關(guān)電源知識

在路上---研發(fā)前線工程師開關(guān)電源設(shè)計感悟!

回想自己剛開始做電源學(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?，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，自己也算是一個比較勤奮的人，做了五年了，各種拓撲，各種功率，基本上玩過一遍了。

技術(shù)放下太久，就會生疏，為了不要浪費掉自己辛勤學(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，真的邁進開關(guān)電源這個世界，我準(zhǔn)備開帖寫教程，現(xiàn)在常用的拓撲一個一個寫，用最簡單，通俗的語言，用工程實踐檢驗過的最可靠的理論?？茖W(xué)都是可以理解的，一點不玄幻的，咱不是中醫(yī)，不搞博大精深。希望大家多多支持，同時歡迎各位前輩高手來拍磚。

先說說做開關(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，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(shù)、新材料、新工藝、新的拓撲結(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)、自動控制等等，各種專業(yè)，各種牛逼。有一種就是我們最常見的電源工程師，就是在公司開發(fā)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(yīng)用階層的電源設(shè)計工程師。

必須加一句，像陶顯芳老師、趙修科老師這一類的妖怪級別的大師寫的書，新手完全沒必要使勁啃的，很費時費力。大可囫圇吞棗看一下，能懂多少是多少。然后在慢慢成長的過程中，回頭再看，就會有很大的收獲。我們是做工程的，他們搞理論基礎(chǔ)的。大師寫的書，一下子完全看懂，不大可能。那些書很多方面寫得很詳細，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)。那些書完全可以作為技術(shù)手冊來使用。做技術(shù)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(yīng)用類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)。先說模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)深度問題。剛畢業(yè)，一般都不可能把模電學(xué)好，誰要是真的覺得自己剛畢業(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)師真正實際做過項目，并且勤奮學(xué)習(xí)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(chǔ)的原件，電阻在開關(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。我們設(shè)計中必須關(guān)注的有電阻的封裝，功耗，耐壓，精度。

2 三極管。三極管在開關(guān)電源中有兩類用途：第一，做開關(guān)管。開關(guān)電源的開關(guān)管現(xiàn)在主要有Mos管，三極管，IGBT。第二：做信號處理。三極管在開關(guān)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(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，剛開始，知道三極管怎么打開，怎么關(guān)閉就OK了。然后知道什么是線性工作狀態(tài)，什么是開關(guān)狀態(tài)。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(guī)格書，第二請教別人，然后再回頭看書。

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。工作中遇到問題，然后再回頭看書。

4 運算放大器。 這個東西在電源設(shè)計里面，真的很重要。學(xué)校里面老師講的虛短虛斷，必須懂，這個不能打折扣，反饋放大器，電流放大器，各種放大器的設(shè)計計算，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。在開關(guān)電源里面主要用來做快速保護電路，當(dāng)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(fā)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(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：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，因為電解電容ESR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，在分析電路時候，有一條最重要的我必須強調(diào)：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(guān)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(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，有遺漏的請各位大神拍磚，歡迎補上，不要誤人子弟。

假如一個剛?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合格的助工了，歡迎加入電源行業(yè)。

我想強調(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)問題，在學(xué)習(xí)和實驗中解決問題。純粹的死扣理論和純粹的試來試去都是不可取的。