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常用电子产品的电源部分设计思维

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qbwww|  楼主 | 2021-2-13 13:21 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
电子产品离不开电源,就像人没有了"胃"就无法生存一样。电源设计的好坏也影响着产品的性能,比如:
· 满足最基本的需要 - 不同的器件需要不同的供电电压,够用的电流,纹波不要对器件的工作造成干扰等,如果给这些器件供电的电压电路不能满足这三方面的要求,电路是无法正常工作的;
· 较宽的适应范围 - 理想状态下的设计总如温室的花朵,而在恶劣的现实中则无法生存。好的电源设计要考虑到各种可能性,比如输入电压的大范围变化,输出负载的变化甚至短路等等;
· 效率要高 - 不仅在用电池供电的场景下需要较高的转换效率(消化、吸收的好),能够在有限的供电电量的情况下支持较长久的工作,高效意味着较少的浪费,也就是转换成"热量"的部分较低,对产品的稳定性也好;
· 成本要低 - 所谓的"产品"就是要在市场上具有竞争力,性能上能够优于竞争对手,而价格上要尽可能低于竞争对手,价格减去成本也就是自己能挣的钱。产品的成本控制是个系统工程,不仅要考虑核心器件的价格,更重要的是周边配套器件加在一起的整体成本以及为本产品的开发、加工导致的其它成本等等,这些因素要综合在一起考虑。
对于产品来讲,要设计针对该产品的电源部分的电路,这些是最基本的要求了,一个好的电源设计工程师应该首先具备这些基本的设计思想,而后才是对具体电路的深入研究和如何应用。
翻看了很多培训课程,包括世界知名企业多年来花了巨资打造的在线课程,以及一些行业技术网红销量很火的视频教程,除了一个个专业到根本搞不懂原理的技术词汇之外,根本看不到设计思路的讲解。在80%的电源设计工程师都不能正确使用7805/1117的情况下(问问自己,我真的会用么?),赶时髦一样的学一系列技术术语,能有什么实际的作用呢?就如你学习了如何熟练操作坦克上的某一个按钮、如何扣动机枪上的某一个扳机一样,你究竟想成为一个简单的熟练操作工,还是一个真正的产品设计工程师?
很多人会很不服气,那就来试试吧,给你一个小小的题目,如果这个题目对你来讲真的是小菜一碟,你可以蔑视一下呼啸而过,如果你确实觉得有挑战,那你不妨关注我们,因为未来的半年我们会推出一套"从士兵到将军"的电源技能成长课程,教会你真正的产品设计技能。


常用电子产品的电源部分
我们知道现在很多电子产品都是通过外接USB适配器或PC的USB端口供电的,而这些电子产品一般都会包含处理器MCU/MPU、FPGA、逻辑器件、模拟链路、网络通信几个部分组成,这些部分的器件供电电压、需要的电流以及对电源纹波的要求是不同的,我们就假设需要4个电压,每个电压的要求:
· 1.2V,给处理器或FPGA内核供电,需要的电流为最大500mA
· 3.3V,给板上的逻辑数字电路供电,需要的电流为最大100mA
· +5V/-5V,给板上的模拟电路(运放、模拟开关、ADC/DAC等)供电,需要的电流为最大50mA
大家不妨尝试着设计一下每个部分用什么器件(可以到mouser官网上查)来得到这4组电压,能够做到保证功能/性能的前提下尽可能高的转换效率,尽可能低的系统成本(可以通过我们的bom2buy估算一下bom成本)。

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沙发
qbwww|  楼主 | 2021-2-13 13:22 | 只看该作者
电子产品离不开电源,就像人没有了"胃"就无法生存一样。电源设计的好坏也影响着产品的性能,

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