漫谈电源 | 技术是技术,样机是样机,产品是产品

2017-02-17 15:02:51 来源:EEFOCUS
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最近我反复重复的是这句话:技术是技术,样机是样机,产品是产品。做过电源产品的人对此心领神会。

电力电子被称为是一种交叉学科。阮新波先生在他的一本著作中给出这么一张图:

 


这图看起来是要让初学者望而却步的。


其实,新手起步,逐渐训练自己成为一个电源高手,在理论知识准备方面远没有想象的那么难。难的是理论和实践的结合。技术能力很强的人,或者说理论造诣深的人也许可以做出指标豪华的样机,但是未必能做出有价格竞争力又“皮实、不炸机”的电源产品。


当然,理论很重要!  离开了基础理论知识,做一辈子电源也只能始终是个抄板工一样的小混混。强调动手能力,不强调理论会害死人的。 不过电力电子的理论,如果抛开小信号分析,抛开对主电路建模,数学的东西并不多,也就是说想成为一个合格的工程师,理论上的起点并不高。 学过《电路》和《模拟电路》两门课, 再学习一下开关管(MOSFET和IGBT)特性就可以研究清楚任何拓朴的开关模态了。稍微复杂点的拓朴,如全桥移相、LLC谐振有12种开关模态,但由于是对称的,实际上只要研究6种开关模态就可以了。这6种开关模态下,涉及到的数学公式无非是U=L*di/dt, I=C*dv/dt。 就这么点数学,再加上电路中的KVL,KCL定律,就可以列出每一个模态下的数学公式。 所以不难。


研究每个开关模态,也就是要首先集中优势兵力,搞定“电容”和“电感”这两个理论知识点。我觉得到一些顶级的厂商网站上去找一些资料学习,比课本上的要好很多。 
现在的中大功率开关电源多是软开关技术了,能量在“电容,电感和变压器”三者之间绕来绕去的,目的就是为了实现ZVS,ZCS。2002年已经流行起来的是全桥移相,所有的研究热点就围绕三个问题展开:滞后臂结电容能量不太容易抽干净,难以实现ZVS; 占空比失真; 副边的二极管有反向尖峰。阮新波先生靠全桥移相一炮走红,研究这三个问题搞出很多衍伸的拓朴,发明了一堆与此三个问题相关的专利。学习全桥移相,是要看看他那本书的。 2002年我买了这本书,薄薄的,现在还珍藏在家里,那是我的启蒙书。现在这本书有了第二版,页数到了210页。

 


每种拓朴都有它的优缺点,包括现在几乎一统天下的LLC。所以,要成为一代名教授,搞透一种拓朴,围绕这种拓朴存在上的理论上的缺陷,提出很多种解决办法,发明一堆专利,写出无数篇惶惶论文,足矣!  这就是一种高超的技术能力。 做好电源,需要有这种技术能力。


我们来看看阮新波先生的名著上提出的拓朴,总共有25 种,看这本书的第二版,分别在第42页,  第62页,第75页2种,第76页,第77页,第80页,第81页,第82页3种,第83页2种,第86页,第88页2种,第89页3种,第90页,第102页,第128页,第138页2种,第155页。


这么多全桥移相的改进型拓朴,哪个可以用来做产品?? 这是一个巨大的问题!


也就是说,在实际上使用全桥移相电路做产品时该用哪一种呢? 哪种拓朴是能够做出可以商业化批量生产的电源呢? 这个问题得问阮世良先生。 中国AC/DC技术产品综合造诣排名第一的阮世良先生的理论造诣之深在于,他瞄了几眼阮新波的专利,然后说,“嘿,奇怪了,他为什么嵌位只提出三种方法,明明还有第四种方法”,于是阮世良先生发明了一个专利。 对于理论和实战兼修的超一流高手阮世良先生而言,发明电源技术专利,要多少有多少的味道,只要有时间写,专利就像变魔术一样。对于阮总,专利的数量只取决于他的时间和兴趣。 这就代表了一种技术能力。 再次重复我的观点,做好电源需要二位阮老师的技术能力。


但是,真正能做出好产品却远不是仅仅能玩专利就能搞定的。只有真正做过很多商业化量产的产品的人才能知道专利只是专利,很多专利就是个坑。

 

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作者简介
汪进进
汪进进

毕业于合肥工业大学,获工学硕士。 毕业前三年,在艾默生网络能源有限公司从事基于DSP控制的通信电源的研发。后转入电子测试测量仪器行业从业12年,对开关电源的测量有非常深入的研究和实践。现任深圳高斯宝电源担任新能源事业部总经理,擅长通俗写作(从2008年5月起,坚持每周写一篇文章,至今没有中断),演讲极富感染力,他信奉奋斗哲学,相信唯有改变自己才能改变世界。

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