電子產品離不開電源,就像人沒有了“胃”就無法生存一樣。電源設計的好壞也影響著產品的性能,比如:
滿足最基本的需要 - 不同的器件需要不同的供電電壓,夠用的電流,紋波不要對器件的工作造成干擾等,如果給這些器件供電的電壓電路不能滿足這三方面的要求,電路是無法正常工作的;
較寬的適應范圍 - 理想狀態(tài)下的設計總如溫室的花朵,而在惡劣的現(xiàn)實中則無法生存。好的電源設計要考慮到各種可能性,比如輸入電壓的大范圍變化,輸出負載的變化甚至短路等等;
效率要高 - 不僅在用電池供電的場景下需要較高的轉換效率(消化、吸收的好),能夠在有限的供電電量的情況下支持較長久的工作,高效意味著較少的浪費,也就是轉換成“熱量”的部分較低,對產品的穩(wěn)定性也好;
成本要低 - 所謂的“產品”就是要在市場上具有競爭力,性能上能夠優(yōu)于競爭對手,而價格上要盡可能低于競爭對手,價格減去成本也就是自己能掙的錢。產品的成本控制是個系統(tǒng)工程,不僅要考慮核心器件的價格,更重要的是周邊配套器件加在一起的整體成本以及為本產品的開發(fā)、加工導致的其它成本等等,這些因素要綜合在一起考慮。
對于產品來講,要設計針對該產品的電源部分的電路,這些是最基本的要求了,一個好的電源設計工程師應該首先具備這些基本的設計思想,而后才是對具體電路的深入研究和如何應用。
翻看了很多培訓課程,包括世界知名企業(yè)多年來花了巨資打造的在線課程,以及一些行業(yè)技術網(wǎng)紅銷量很火的視頻教程,除了一個個專業(yè)到根本搞不懂原理的技術詞匯之外,根本看不到設計思路的講解。在80%的電源設計工程師都不能正確使用7805/1117的情況下(問問自己,我真的會用么?),趕時髦一樣的學一系列技術術語,能有什么實際的作用呢?就如你學習了如何熟練操作坦克上的某一個按鈕、如何扣動機槍上的某一個扳機一樣,你究竟想成為一個簡單的熟練操作工,還是一個真正的產品設計工程師?
很多人會很不服氣,那就來試試吧,給你一個小小的題目,如果這個題目對你來講真的是小菜一碟,你可以蔑視一下呼嘯而過,如果你確實覺得有挑戰(zhàn),那你不妨加入我們的“電源設計技能”交流群,因為未來的半年我們會推出一套“從士兵到將軍”的電源技能成長課程,教會你真正的產品設計技能。
常用電子產品的電源部分
我們知道現(xiàn)在很多電子產品都是通過外接USB適配器或PC的USB端口供電的,而這些電子產品一般都會包含處理器MCU/MPU、FPGA、邏輯器件、模擬鏈路、網(wǎng)絡通信幾個部分組成,這些部分的器件供電電壓、需要的電流以及對電源紋波的要求是不同的,我們就假設需要4個電壓,每個電壓的要求:
1.2V,給處理器或FPGA內核供電,需要的電流為最大500mA
3.3V,給板上的邏輯數(shù)字電路供電,需要的電流為最大100mA
+5V/-5V,給板上的模擬電路(運放、模擬開關、ADC/DAC等)供電,需要的電流為最大50mA
大家不妨嘗試著設計一下每個部分用什么器件(可以到mouser官網(wǎng)上查)來得到這4組電壓,能夠做到保證功能/性能的前提下盡可能高的轉換效率,盡可能低的系統(tǒng)成本(可以通過我們的bom2buy估算一下bom成本)。