電源設計的第壹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;
在環路設計的基礎上,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後,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。
因為上述這些仿真軟件各有特色,我的使用習慣是根據仿真需要,選擇使用。
③元器件知識完成了方案設計、仿真分析之後,就要進行硬件設計,首當其沖的是元器件的選型問題。
熟悉功率元器件(IGBT、MOSFET等)的特性及使用方法;
熟悉RLC等壹般元器件的使用;
熟悉變壓器或電感的設計方法;
熟悉濾波器的設計方法。
④PCB繪圖與制版元器件選型確定之後,就是要制版了,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(有些需要自己制作);
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。
⑥EMC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,對於開關電源的設計非常重要。