工程师必须懂的电源适配器知识

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工程师必须懂的电源适配器知识

回想自己刚开始做电源适配器学习阶段，Buck、Boost、Flyback、半桥、移相全桥、LLC一大堆。从迷茫，艰难中，一步步走出来。现在都从一线研发退出了，回想自己起步阶段的艰难：各种资料，各种教程，铺天盖地，看不完，似懂非懂。现在都老油条了，自己也算是一个比较勤奋的人，做了五年了，各种拓扑，各种功率，基本上玩过一遍了。
技术放下太久，就会生疏，为了不要浪费掉自己辛勤学习积累的东西，更为了新手能够快速找到学习的路子，快速入门，真的迈进开关电源适配器这个世界，我准备开帖写教程，现在常用的拓扑一个一个写，用较简单，通俗的语言，用工程实践检验过的较可靠的理论。科学都是可以理解的，一点不玄幻的，咱不是中医，不搞博大精深。希望大家多多支持，同时欢迎各位前辈高手来拍砖。
先说说做开关电源适配器需要具备的理论基础：我们做电源适配器的工程师，分两类，一类是搞研究的，一类是搞工程的。所谓搞研究的，就是研究各种新的技术、新材料、新工艺、新的拓扑结构等等。
这些人需要很高的理论底子，当然必须是高学历，数学、电磁学、电子学、自动控制等等，各种专业，各种牛逼。有一种就是我们较常见的电源适配器工程师，就是在公司开发部做项目的电子工程师。本文面对的是第二类的，也就是面对应用阶层的电源适配器设计工程师。
必须加一句，像陶显芳老师、赵修科老师这一类的妖怪级别的大师写的书，新手完全没必要使劲啃的，很费时费力。大可囫囵吞枣看一下，能懂多少是多少。然后在慢慢成长的过程中，回头再看，就会有很大的收获。我们是做工程的，他们搞理论基础的。大师写的书，一下子完全看懂，不大可能。那些书很多方面写得很详细，有完整的理论推导，包括的也非常全面。但是我还是奉劝新手不要在数学公式里面纠结。那些书完全可以作为技术手册来使用。做技术都有一个成长的过程，到了一定的程度，那些书就很有用处了。
我们应用类的工程师需要必须具备的理论基础有：模拟电子技术基础。先说模拟电子技术的学习深度问题。刚毕业，一般都不可能把模电学好，谁要是真的觉得自己刚毕业就很牛逼，那就有两种可能，要么自己自高自大，不知天高地厚；要么就是跟导师真正实际做过项目，并且勤奋学习理论的人。
对于我们做电源适配器的工程师来说，模电必须懂的东西我列举一下：
1电阻。电阻是各种电子电路里面较基础的原件，电阻在开关电源适配器里面的应用主要有各种控制返回电路的分压网络，然后就是吸收回路里面的功率耗散。我们设计中必须关注的有电阻的封装，功耗，耐压，精度。
2三极管。三极管在开关电源适配器中有两类用途：
第一，做开关管。开关电源适配器的开关管现在主要有Mos管，三极管，IGBT。
第二：做信号处理。三极管在开关电源适配器的控制电路里面，用的较多的也就是做个保护电路里面简单的小信号开关，然后就是做线性稳压电源适配器（主电路里面的辅助电源适配器）。
需要懂什么呢，刚开始，知道三极管怎么打开，怎么关闭就OK了。然后知道什么是线性工作状态，什么是开关状态。书上那些乱七八糟的计算，先放下来，平时基本用不上，用到了，再去查，很快就看懂了。千万不要一头钻进理论里面去，浪费时间，浪费精力，用到的时候，第一参考元器件规格书，第二请教别人，然后再回头看书。
3二极管。正向导通，反向截止。知道什么是二极管结电容，二极管的关断时间，反向耐压，正向导通电压，正向持续电流，脉冲电流这些概念就OK了，基本够用了。工作中遇到问题，然后再回头看书。
4运算放大器。这个东西在电源适配器设计里面，真的很重要。学校里面老师讲的虚短虚断，必须懂，这个不能打折扣，反馈放大器，电流放大器，各种放大器的设计计算，它都是基础。至于频率特性，相位特性，有能力的当然也要学习，也是很有用处的，别的暂且放下不管，不要死扣理论。
5比较器。在开关电源适配器里面主要用来做快速保护电路，当然运算放大器也可以用来做保护，但是，特别是过流保护，运算放大器就不行，反映时间太长了；然后就是频率发生器，PWM比较器，滞回比较器等。比较器和运放相比，还是简单一些的。

然后电工电子技术必须掌握的东西：
1单相交流电。
2单相交流电整流。
3三相交流电。
4三相交流电整流。
5电容。电容的分类：电解电容，较常用的整流滤波电容。

电解电容分极性，极性接反了，电容发生化学反应，就短路炸掉了。电解电容的主要参数：耐压，容值，等效电阻（esr），工作温度，使用寿命，外观尺寸。瓷片电容，金属膜电容，这些电容不分极性，ESR小，一般做高频旁路用的，因为电解电容ESR比较大，通常在电解电容旁边并联ESR小的高频电容。Y电容，各种标准需要的。（自己百度）。关于电容，在分析电路时候，有一条重要的我必须强调：电容充电，电流必须由电源适配器正极，通过电容，流向电源适配器负极；电容放电：电流必须由电容正端，通过外部回路，回到电容负端。
5电感。开关电源适配器里面电杆就分两大类，一类是储能用的，一类是做滤波器用的，就这两类。
6变压器，开关电源适配器里面的变压器指的就是变压器，跟工频变压器的工作原理一样。（Flyback，LLC变压器，这个严格意义上，不是变压器，这俩是耦合电感）。
7磁芯。必须知道的由：什么是磁芯截面积Ae,什么是窗口面积Aw，什么是B-H曲线，这个必须懂的。
8铜线。必须知道什么是穿透深度，什么是电流密度。为什么要用三层绝缘线，为什么要打挡墙。
上面的基本应该差不多了，有遗漏的请各位大神拍砖，欢迎补上，不要误人子弟。
假如一个刚入行的电源适配器工程师，可以完全搞明白上面列举的一些基本概念，那你完全就可以做一个合格的助工了，欢迎加入电源适配器行业。
我想强调的是，我们是搞工程的，不是搞理论的，较有效的学习就是在工作中发现问题，在学习和实验中解决问题。纯粹的死扣理论和纯粹的试来试去都是不可取的。

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| 发布时间：2018.07.20 来源：电源适配器厂家

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