跟着电源市场的不断扩张，开关电源行业飞速发展，企业对电源工程师的需求日益增加，对电源工程师的技术要求也日渐提高，信任没有一位电源工程师会错过让自己变得更优异的时机。作为一名数字电源从业者，今天就带咱们细数一下优异电源工程师具备的那些技术。
一、新手必备课程
成为一名电源高手需求厚实的理论基础，触及电路原理、言语编程和操控理论等多个学科范畴。为了帮助咱们更好地把握电源开发相关的要害知识点，咱们整理了以下图表，以供咱们进行参阅，查漏补缺。
二、进阶技术
在把握了厚实的电源理论基础知识后，就正式进入咱们技术提高的阶段啦。接下来咱们从电源开发的各个阶段出发，对电源工程师需求具备的技术来逐个进行剖析梳理。
1、建模仿真
电路建模仿真是电源工程师必备技术之一。它是电源开发过程中不可或缺的一个环节，能够帮助工程师们验证规划方案的精确性与可行性。
电源建模仿真软件依据研究方向分为电气仿真和磁器材仿真：
电气仿真软件：PSIM、matlab、Pspice等;
磁件仿真软件：Maxwell、JMAG、FLUX、Saber等;
熟练把握这些仿真软件后，电源工程师能够对电路进行定性、定量的剖析，辅导磁性器材规划，有助于提高电源开发效率。
电源新手在学习初期，假如试验设备不足，能够使用仿真软件进行电路模型建立，从而快速、直观地了解电源的作业原理。
2、器材参数选型
参数选型时，需求工程师进行电路要害参数的核算，核算方法能够参阅论文材料或一些成熟的应用事例，也能够凭借现有的参数核算小工具。
这儿为咱们整理了各类器材在选型时需求重视的参数：
二极管：额外电流、 最大正向电流、正向导通压降、最大反向电流、最高作业频率、反向恢复时间；
MOSEFET：敞开阈值电压、持续作业电流、栅-源极电压最大值、最大耐压值、导通电阻、冲击电流；
IGBT：阻断电压、额外电流、开关损耗、通态损耗、 最大开关频率、寄生电容、绝缘电压等级；
电容：容值、容差、额外电压、额外电流、作业温度；
电感：电感值、额外电流、饱满电流、直流阻抗、质量要素；
变压器：额外容量、额外电压、额外电流、空载损耗、空载电流。
开关电源中的磁性元件关于电源的效率和功率密度具有重要影响，因此在选取时需求特别谨慎。依据统计数据，磁性元件的损耗约占总损耗的30%，而它们的体积占整个电路的20%~30%。因此，在选择磁性元件时，需求平衡效率和功率密度之间的联系，以减小高频效应带来的损耗。
开关电源中首要的磁性元件是变压器和电感。
主变压器是高频开关电源的首要发热元件，其规划至关重要。主变压器的磁芯应具备低损耗、高饱满磁感应强度、温度系数小、宽作业温度范围以及值随B值变化小等特色。
滤波电感的磁芯选择需求具备以下几特色：温度系数小，电感量随时间的变化率小；线性度好，在不同的作业电流下电感量的变化小；电损耗和磁损耗低。
3、PCB制造
常用的PCB制造软件有protel、Altium designer等。工程师需求依据规划方案制造电源的PCB原理图，随后依据元器材选型制造其封装库，完结PCB板布线（需考虑接地、EMC等问题），最终将PCB图交厂家生产，任务完结！
为了帮助咱们更科学合理地排版，以削减后续电源调试时或许出现的不必要费事，咱们整理了以下PCB制造的小tips：
VIN和GND途径应尽或许宽，以下降途径阻抗，有利于散热；
高压与低压、功率与操控部分、原边与副边尽量分开；
输入和输出电容应尽或许接近IC，最小化途径阻抗；
高频功率回路面积不宜过大；
尽量反馈采样采到输出端口；
操控芯片的外围器材时应靠近芯片；
驱动电阻应紧靠MOS开关管；
搅扰源应远离输入端口及易受搅扰电路。
4、嵌入式程序开发
要成为出色的电源工程师，编程是不可或缺的技术之一。在数字电源范畴，常见的操控中心包括DSP、MCU和FPGA等。DSP和MCU一般使用C言语进行开发，而FPGA则首要选用硬件言语VHDL/Verilog。嵌入式功能涵盖了电压电流采样、通讯、滤波处理、PWM信号操控、闭环操控算法、软件维护等多个方面。
在实际嵌入式程序开发过程中可选用分层规划思想进行功能开发：
硬件驱动层： 在硬件驱动层的规划过程中，首要任务是深化了解芯片内部外设的使用方法，能够通过直接操作寄存器或者使用相关库文件装备外设的硬件驱动。工程师需求把握数字电源常见的硬件驱动技术，包括ADC采样、信号I/O、PWM、硬件维护等，并进行定时器、中止和Flash的装备。
功能模块层： 在进行数字电源的MCU功能模块开发时，需求编写滤波算法和操控算法。滤波算法首要用于软件层面下降采集信号中的高频搅扰，而闭环操控算法则是保证输出安稳性的要害。此外，还需求装备通讯模块和缓启动模块，以实现与上位机的通讯和缓解上电冲击。
逻辑应用层： 在逻辑应用层编程时，需求特别重视时序操控和环路操控。界说时序束缚时，应考虑时钟频率、时序操作的持续时间、数据传输速率、电路延迟和时序冲突等要素。同时，需求规划电源状态切换和外设操作。在进行外设驱动开发时，能够参阅标准库和驱动库中的示例代码，并考虑资源占用情况，尽量下降中止延迟。
5、电源调试
电源调试是让许多工程师感到头疼的环节，除了验证电源的基本功能外，各种EMC测验、整机效率测验、待机功耗测验、冲击电流测验、电压应力测验、饱满测验、输出纹波测验、输出过冲测验、维护测验和耐压测验等项目让人应接不暇。
以下是惯例的电源测验流程：
在调试较大型的电路系统时，需求将总体电路按功能分成若干个模块，对每个模块分别进行调测。调试次序能够按照信号的流向逐个进行，逐渐扩展调试范围，最终完结总体调试。关于小型电路或需求相互配合、不能分块调试的系统，则需求将整个电路组装完毕后，直接进行整体调试。
电路连接完结后不要急于通电，应先仔细查看连线是否正确，是否有接错线、少接线和多接线的现象；查看电源线、地线、信号线、各元器材引脚之间有无短路；调查各连线处有无接触不良。
通电查看： 把通过精确测量契合要求的电源接入电路，并调查稳压电源或电路是否有异常现象发生，如有则应立即切断电源，待故障扫除后方可再次通电。
查看无误后，能够先对电源的外围功能进行检测，如电源采样是否精确，发生的PWM驱动信号是否契合需求，数字信号输入输出端口以及电源的维护功能是否能正常作业。
随后能够进行电源主电路拓扑的开环调试，验证电路的开环操控作用。验证无误后进行功率器材可靠性验证，然后进行闭环测验，检测电源的闭环操控作用是否契合预期。
最终，进行电源长期运转测验，验证装置的安稳运转才能，保证电源长期运转无故障。
测验的过程中，咱们应仔细标准记载和剖析测验数据，并做出测验定论。如发现性能目标与要求不符，应剖析问题原因，并对电路进行调整，以保证最终电路各项目标契合要求。
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。电源规划作业中触及技术范围广泛， 想要成为一名优异的电源工程师，除了不断学习各项技术提高自己的才能以外，还需在实践中积累电源规划经历，不断总结考虑。信任信任的力气，总有一天你也会成为能够独当一面的人。
