硬件学习笔记

背景:本人想找一份电源的硬件设计的工作,但是一看岗位需求好像还差很多,所以打算自学一下,缺少的部分,以后的几篇应该都是硬件电源方向的学习笔记。

由于我本科是电子信息的,虽然学的有点杂,但是我确实有好好的学过数模电,所以以后比较基础的就不会提及,或者一笔带过。

元器件的选型

电阻:

欧姆定律和功率是首先需要考虑,还有实际电阻的阻值选择并不是理想或者仿真时使用的一样,要多少就填多少。在实际的工程中,电阻的阻值是有一定的默契规定的(毕竟我们这种小小小用户就只能去买别人的产品,而别人的产品则是按照最多使用的来进行阻值设定),给到两个 表格:

E24(5%):这里的E24是指0~100内只有24个阻值,当然后面可以加上数量级,而5%则是表示电阻阻值的误差。

102247
112451
122756
133062
153368
163675
183982
204391

E96(1%)

注:太多了,有点懒,没有自己制表,B站上的截图,我感觉还可以,勉强能看;图片来源诺亚半导体的官方号(视频质量很好,讲的很好,有实物演示,很值得看)

电容:

这里市面上主要有三种电容:铝电解电容(就是常见的想一个圆柱体的电容)、钽电容、陶瓷电容(随着新材料的加入,发展的很好),以表格进行比较分析:

铝电解电容钽电容陶瓷电容
电容量0.1uF-3uF0.1uF-1000uF0.5pF-100uF
ESR5-500V2-50V2-1000V
ESL几十毫欧-2.5欧姆几十毫欧-几百毫欧几毫欧-几百毫欧
工作频率范围低频滤波600KHz以下中低频滤波几百KHz-几MHz高频滤波几MHz-几GHz
薄弱点窄温度范围、电解液会挥发、纹波电流导致发热必须将额使用,否则会坏(电光四射)陶瓷,应力较差,焊接温度也会有影响
建议

用来储能(低于75度使用)

不建议用来做高频开关电源

15V以上直流滤波不建议使用,电源变换较快的场合也不建议使用,浪涌冲击显著失效(我暂时也不太懂)布线不要放在应力区(就是不要放在板边,不要放在螺丝旁边),高温区也不要放

ESR:等效串联电阻(就是电容在等效电路中的等效电阻,当然是越小越好,毕竟理想情况它可是不耗能的元器件

ESL:等效串联电感(与上同一种理解,ESL会影响高频性能,导致自谐振频率降低,滤波效果)

电感:

电感对于新手相对于其它两个比较少见,详细介绍一下

电感是开关电源中必不可少的元件,涉及到磁的理论知识;AC/DC中会用到的电感有:EMI滤波电感、PFC电感、输出滤波电感、反击变压器(后面会说到);DC/DC电路则是作为EMI滤波电感,BUCK输出电感、BOOST输入电感。

电感按应用可以分为能量储存型电感和EMI滤波电感

能量储存型电感都是有气隙的

电感按材料分为铁氧体、铁粉、磁粉

注:图片为B站诺亚半导体的官方号视频截图(有点懒,不想做表格)

电感相关参数:

尺寸:长X宽X高正比于L*l*l

根据公式 L=ur*u0*N*N*A/l

μr 为磁芯的相对磁导率、μ0 为真空磁导率、N为匝数、A 为线圈横截面积、l为线圈长度

如何减小尺寸?

高频-->电感量减小-->尺寸减小

多相(我也没搞懂,就不误导了)

额定电流(温升电流):通常指线圈升到40度时的直流电流值,和封装成正比,和DCR成反比

DCR:直流等效电阻

电感量:是衡量电流产生磁通能力的一个参数,通常有20%的误差

饱和电流(选器件时经常用到):通常是额定电流的一到三倍

结语:

太晚了,后面的器件下一篇文章再写,不是我偷懒啊,我学了的,只是没写出来。