筆者碩士讀的是電力電子與電力傳動(dòng)專業(yè)，碩士畢業(yè)去了上海航天技術(shù)研究院下屬的上海空間電源研究所（內(nèi)部稱“811”）工作了一段時(shí)間，具體的工作就是做航天飛行器電源的設(shè)計(jì)，下面結(jié)合自己以前學(xué)習(xí)與工作的一些相關(guān)經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)談?wù)勵(lì)}主的問(wèn)題。

（1）有關(guān)“開關(guān)電源工程師要什么知識(shí)”

以一個(gè)簡(jiǎn)單的Buck變換器的設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說(shuō)明。

[圖片來(lái)自：EricksonRW,MaksimovicD.Fundamentalsofpowerelectronics[M].Springer,2001]

設(shè)計(jì)如圖所示的這樣一個(gè)Buck變換器，要如下知識(shí)：

①電路拓?fù)涞脑砼c設(shè)計(jì)

電源設(shè)計(jì)的第一步就是拓?fù)溥x型及方法設(shè)計(jì)

清楚不同變換器所能實(shí)現(xiàn)的功能，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取合適的拓?fù)洌?/p>

熟知變換器的工作狀態(tài)，能對(duì)變換器進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析和交流小信號(hào)分析；

熟悉變換器的數(shù)學(xué)模型，能獲取變換器穩(wěn)態(tài)輸入輸出關(guān)系和傳遞函數(shù)；

根據(jù)變換器的傳函，能對(duì)變換器進(jìn)行環(huán)路設(shè)計(jì)；

在環(huán)路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性（伯德圖等）；

熟悉變換器的損耗計(jì)算（導(dǎo)通損耗、開關(guān)損耗）。

②仿真分析

電源設(shè)計(jì)方法確定之后，可以對(duì)其進(jìn)行仿真分析，已驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法的準(zhǔn)確性和可行性。

在進(jìn)行開關(guān)電源設(shè)計(jì)時(shí)，常用的仿真軟件有

pSIM/pspice(電力電子建模)；

Saber(數(shù)模混合建模)；

Matlab/Simulink。

因?yàn)樯鲜鲞@些仿真軟件各有特色，我的使用習(xí)慣是根據(jù)仿真要，選擇使用。

③元器件知識(shí)

完成了方法設(shè)計(jì)、仿真分析之后，就要進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，首當(dāng)其沖的是元器件的選型問(wèn)題。

熟悉功率元器件（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(shè)計(jì)方法；

熟悉濾波器的設(shè)計(jì)方法。

④pCB繪圖與制版

元器件選型確定之后，就是要制版了，這時(shí)會(huì)用到protel或Altiumdesigner。

根據(jù)設(shè)計(jì)方法，繪制電源的原理圖

根據(jù)元器件選型，制作其封裝庫(kù)（有些要自己制作）；

pCB板布線（需考慮接地、EMC等問(wèn)題）；

將pCB圖交廠家生產(chǎn)。

⑤數(shù)字控制器的使用

開關(guān)器件的開關(guān)信號(hào)可由模擬電路出現(xiàn)也可由數(shù)字控制器出現(xiàn)，當(dāng)使用數(shù)字控制器時(shí)，就要熟悉其原理及使用方法，常用的有DSp、FpGA等。

熟悉數(shù)字控制器的原理

熟悉數(shù)字控制器外圍電路的設(shè)計(jì)

熟悉數(shù)字控制器的編程語(yǔ)言

能根據(jù)相應(yīng)的調(diào)制方式出現(xiàn)開關(guān)器件的開關(guān)信號(hào)。

⑥EMC設(shè)計(jì)

EMC設(shè)計(jì)貫穿電源設(shè)計(jì)的始終，涉及到屏蔽、濾波、接地、pCB設(shè)計(jì)等層面，關(guān)于開關(guān)電源的設(shè)計(jì)非常重要。

（2）有關(guān)“怎么樣進(jìn)行學(xué)習(xí)”

①基本理論的學(xué)習(xí)

千里之行始于足下，沒(méi)有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，就無(wú)法出色地設(shè)計(jì)一個(gè)開關(guān)電源。

推薦幾本自己用過(guò)的專業(yè)書籍：

EricksonRW,MaksimovicD.Fundamentalsofpowerelectronics[M].Springer,2001

★★★★★內(nèi)容豐富、講解詳細(xì)，體系有條理、邏輯很清晰

徐德鴻.電力電子系統(tǒng)建模及控制[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

★★★★內(nèi)容類似與第一本書，只不過(guò)內(nèi)容偏少

ManiktalaS,王志強(qiáng).精通開關(guān)電源設(shè)計(jì)[M].人民郵電出版社,2008.

★★★★與工程實(shí)踐相結(jié)合，很具有指導(dǎo)意義

②在實(shí)踐中學(xué)習(xí)

在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)，在實(shí)踐中深入學(xué)習(xí)。

當(dāng)你把一個(gè)電路調(diào)通，輸出符合設(shè)計(jì)的目標(biāo)時(shí)，那種喜悅是別人無(wú)法體會(huì)的。

不怕出問(wèn)題，就怕不出問(wèn)題。在電路的設(shè)計(jì)、仿真和硬件的制作過(guò)程中，每出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題都是學(xué)習(xí)的對(duì)象，知識(shí)的運(yùn)用與積累也是建立在這樣的一個(gè)個(gè)問(wèn)題之中。

在實(shí)踐中學(xué)習(xí)最能提高一個(gè)電源設(shè)計(jì)師的水平。