电源设计工程师、硬件开发人员、系统供电架构设计师、需要掌握开关电源完整设计流程的CAE仿真人员。
深入理解开关电源的拓扑结构、控制原理与设计方法。
掌握开关电源的关键参数计算(电感、电容、变压器、补偿网络)。
能够独立完成典型开关电源(AC-DC、DC-DC)的原理图设计、PCB布局、仿真验证与调试测试。
开关电源基础:开关电源的基本工作原理(PWM调制、能量存储与传递);开关电源的主要指标(输入范围、输出电压/电流、效率、纹波、动态响应);开关电源的设计流程。
非隔离型DC-DC拓扑:Buck变换器的详细设计(电感纹波电流、输出电容ESR、开关管应力);Boost变换器的设计要点(右半平面零点问题);Buck-Boost变换器的应用场景;多相Buck变换器。
隔离型DC-DC拓扑:反激变换器的变压器设计(磁芯选择、匝比确定、气隙计算);正激变换器的磁复位技术(第三绕组复位、RCD复位、有源钳位);半桥/全桥变换器的变压器设计;LLC谐振变换器的工作原理与设计方法。
AC-DC电源(含PFC):单端反激式AC-DC电源设计;PFC的必要性与实现方法;临界导通模式(BCM)Boost PFC的设计;连续导通模式(CCM)Boost PFC的设计;单级PFC与两级PFC的对比。
PWM控制芯片:电流模式控制器(UC3842系列)的工作原理;电压模式控制器(TL494、SG3525)的工作原理;LLC专用控制器(L6599)的介绍;数字控制芯片(DSP)的初步应用。
反馈环路与补偿设计:环路稳定性的重要性;波特图与增益/相位裕度;功率级的传递函数建模;Type I、Type II、Type III补偿网络的特性与设计;基于仿真(SIMPLIS、PSpice)的环路稳定性分析;环路测试方法(注入变压器、频率响应分析仪)。
磁性元件设计进阶:高频变压器的漏感控制;趋肤效应与邻近效应的分析;利兹线的应用;平面变压器的设计;共模扼流圈的设计。
输入/输出滤波设计:输入滤波电容的选择(容值、纹波电流、寿命);输出滤波电容的ESR对纹波的影响;输入EMI滤波器的设计(共模电感、X电容、Y电容);输出滤波器的设计(差模电感、共模电感)。
PCB布局与布线:功率回路与控制回路的分离;开关节点的处理(减少辐射);接地技术(单点接地、多点接地);大电流路径的铜箔宽度计算;热设计在PCB上的实现(过孔、散热铜皮)。
热设计与可靠性:电源的热源分析(开关损耗、导通损耗、磁损);散热器的选型与安装;热仿真(Icepak/Flotherm)在电源设计中的应用;电源的寿命评估(电解电容寿命模型、MTBF计算)。
仿真工具应用:SIMPLIS仿真软件的特色(分段线性模型、快速仿真);PSpice在电源仿真中的应用;Simulink在系统级仿真中的应用;仿真结果与实测的对比。
调试与故障分析:开关电源的常见故障(不启动、输出电压异常、过热、啸叫、纹波过大);示波器的正确使用(探头选择、接地方式、带宽限制);关键波形分析(开关节点波形、电感电流、驱动波形);EMI问题的排查与整改。