關于【開關電源工程師需要哪些知識】

以一個簡單的BUCK變換器的設計為例

需要如下知識：

1.電路拓撲的原理與設計

電源設計的第一步就是拓撲選型及方案設計。

• 清楚不同變換器所能實現的功能，根據設計要求選取合適的拓撲；

• 熟知變換器的工作狀態，能對變換器進行穩態分析和交流小信號分析；

• 熟悉變換器的數學模型，能獲取變換器穩態輸入輸出關系和傳遞函數；
  

• 根據變換器的傳函，能對變換器進行環路設計；

• 在環路設計基礎上，分析系統的穩定性（伯德圖等）；

• 熟悉變換器的損耗計算（導通損耗、開關損耗）。

2.仿真分析

電源設計方案確定之后，可以對其進行仿真分析，已驗證設計方案的準確性和可行性。

在進行開關電源設計時，常用的仿真軟件有：

• PSIM/Pspice（電力電子建模）；

• Saber（數模混合建模）；

• Matlab/Simulink。

上述仿真軟件各有特色，大家根據仿真需要選擇使用。

3.元器件知識

完成了方案設計、仿真分析之后，就要進行硬件設計、首當其沖是元器件選型問題。

• 熟悉功率器件（IGBT、MOSFET等）的特性及使用方法；

• 熟悉RLC等一般元器件的使用；

• 熟悉變壓器或電感的設計方法；

• 熟悉濾波器的設計方法。

4.PCB繪圖與制版

元器件選型確定之后，就要制版了，這時會用到Protel或Altium designer。

• 根據設計方案，繪制電源的原理圖；
  

• 根據元器件選型，制作其封裝庫；
  

• PCB板布線（需考慮接地、EMC等問題）；

• 將PCB圖交廠家生產。
  

5.數字控制器的使用

開關器件的開關信號可由模擬電路產生，也可由數字控制器產生，當使用數字控制器時，就需要熟悉其原理及使用方法，常用的有DSP、FPGA等。

• 熟悉數字控制器的原理；

• 熟悉數字控制器外圍電路的設計；
  

• 熟悉數字控制器的編程語言；

• 能根據相應的調制方式產生開關器件的開關信號。

6.EMC設計

EMC設計貫穿電源設計的始終，涉及到屏蔽、濾波、接地、PCB設計等層面，對開關電源的設計非常重要。

關于【怎樣進行學習】

1.基本理論的學習

千里之行始于足下，沒有扎實的理論基礎，就無法出色地設計一個開關電源。

長按識別二維碼【或點擊“閱讀原文”】查看書單

2.在實踐中學習

當你把一個電路調通，輸出符合設計的目標時，那種喜悅是別人無法體會的。

不怕出問題，就怕不出問題。在電路的設計、仿真和硬件的制作過程中，每出現的一個問題都是學習的對象，知識的運用與積累也是建立在這樣的一個個問題之中。

在實踐中學習最能提高一個電源設計師的水平。

END