模塊化設(shè)計(jì)開關(guān)電源,全方位精確計(jì)算環(huán)路模塊。以反激為例,采用mathcad軟件全面精確計(jì)算環(huán)路參數(shù),確保100%的可靠性。
要真正學(xué)好電源,必須學(xué)好數(shù)學(xué)。很多人對(duì)此不以為然,或者自己不懂就刻意貶低,其實(shí)這是有害的。 數(shù)學(xué)主要分3個(gè)方向,即數(shù)學(xué)分析,高等代數(shù),概率論。 數(shù)學(xué)分析再進(jìn)一步就是實(shí)變函數(shù)論,復(fù)變函數(shù)論,泛函分析。 高等代數(shù)再進(jìn)一步就是近世代數(shù)。 概率論再進(jìn)一步就是數(shù)理分析。 以上這幾門數(shù)學(xué)均是學(xué)好電源設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。就算暫時(shí)無法更近一步,至少要懂得這3個(gè)方向的第一步,即數(shù)學(xué)分析,高等代數(shù),概率論。
數(shù)學(xué)分析即常說的微積分,對(duì)電源設(shè)計(jì)的理解相當(dāng)有用。具體主要表現(xiàn)在理解電路的時(shí)域波形,尤其是求解常微分方程與偏微分方程上。有些同學(xué)自己不懂還貶低它,個(gè)人覺得相當(dāng)不可取。
實(shí)變函數(shù)論在電源中較少用到,因?yàn)樵陂_關(guān)電源設(shè)計(jì)中,絕大部分函數(shù)是黎曼可積的,即R可積的。并不需要用到勒貝格可積,即L可積。但凡事并沒有絕對(duì),畢竟實(shí)變函數(shù)是數(shù)學(xué)分析的深化,黎曼可積必定勒貝格可積,反之則不一定。所以懂得實(shí)變函數(shù)論,可以用更高觀點(diǎn)的眼光來看待電源設(shè)計(jì)。積分如此,當(dāng)然微分也是如此。
復(fù)變函數(shù)論廣泛應(yīng)用于電源設(shè)計(jì)中。拉普拉斯變換與反變換是其最直接的體現(xiàn)。可以這樣說,如果沒有復(fù)變函數(shù)論,就沒有開關(guān)電源的設(shè)計(jì)。在這個(gè)帖子中,也用到了拉普拉斯變換與反變換,因?yàn)橛辛诉@個(gè)變換與反變換,環(huán)路計(jì)算才得以簡化。而在電路時(shí)域計(jì)算中,也因?yàn)橛辛藦?fù)變函數(shù)論的復(fù)數(shù)分裂域的特征,才使得可以把復(fù)雜的高階運(yùn)算化為簡單的一階線性運(yùn)算,大大簡化了計(jì)算。至此,大部分同學(xué)應(yīng)該相信高等數(shù)學(xué)在電源設(shè)計(jì)中的重要作用。至于認(rèn)為可以用簡單的加減乘除平方開方等初等數(shù)學(xué)就能足夠設(shè)計(jì)開關(guān)電源的想法可以休了,這樣的想法是錯(cuò)誤的。如果不懂高等數(shù)學(xué)就認(rèn)為是無用的,認(rèn)為只需要初等數(shù)學(xué)就足夠了,甚至認(rèn)為高等數(shù)學(xué)是賣弄,是糊弄,只能說明是不懂裝懂,貶低別人抬高自己。
泛函分析更近一步,不是對(duì)數(shù)的分析,而是對(duì)函數(shù)的分析。在空間范圍內(nèi)對(duì)函數(shù)的分析,極大的簡化了數(shù)的運(yùn)算。體現(xiàn)在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的多個(gè)方面,比如傅立葉分解,使電路尤其是濾波器的計(jì)算得到了極大的簡化。也在本帖中的環(huán)路計(jì)算中得到了非常重要的應(yīng)用,使電源設(shè)計(jì)的環(huán)路計(jì)算成為可能。
而高等代數(shù)主要包括線性代數(shù),本篇文章所用的環(huán)路計(jì)算大量采用了線性代數(shù)中矩陣的計(jì)算方法。簡要說明即是將非線性電路小信號(hào)線性化,從而解決其控制的可靠性。
近世代數(shù)中的基礎(chǔ)概念,即群、環(huán)、域、格、模,在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中,幾乎都有用到。矩陣中的一般線性群、特殊線性群,即是群的例子。格在數(shù)字電路中應(yīng)用很廣泛,比如布爾代數(shù)。像本帖中用矩陣運(yùn)算計(jì)算環(huán)路的方法,即是屬于域的運(yùn)算。用空間的概念看待開關(guān)電源,可以認(rèn)為是模的應(yīng)用。而在某些情況下,即在更廣泛的、更一般的矩陣運(yùn)算,則是環(huán)的運(yùn)算。由此可見,近世代數(shù)把開關(guān)電源提升到了一個(gè)更高的高度,使我們可以用更高的觀點(diǎn)觀察開關(guān)電源的本質(zhì)與內(nèi)涵。
概率論與電源的統(tǒng)計(jì)規(guī)律關(guān)系密切,比如可靠性與失效分析,可以讓設(shè)計(jì)人員在成本與可靠性之間找到最好的折中點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)利潤的最大化。
數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理的是大數(shù)據(jù),在電源的批量生產(chǎn)方面有重要的作用。比如元器件的采購之后的監(jiān)測(cè)。一般采樣抽檢一定數(shù)量的樣本空間,從而體現(xiàn)出整體的置信水平,這樣可以用最小的成本來保證電源批量生產(chǎn)的可靠性。
以最簡單的反激電路為例,計(jì)算電源的環(huán)路。揭開電源設(shè)計(jì)中環(huán)路設(shè)計(jì)的面紗:原來環(huán)路計(jì)算是如此簡單?
按照以下四部分部分講述:
一、環(huán)路是如何計(jì)算出來的——前言篇
二、主電路的小信號(hào)傳遞函數(shù)
1、功率濾波電路
2、反激電路
三、控制電路的小信號(hào)傳遞函數(shù)
B1、比例積分PI調(diào)節(jié)
B2、隔離光耦
B3、控制芯片
四、總的開環(huán)小信號(hào)傳遞函數(shù)