开关电源工程师学习路线

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一、测试工程师需要具备哪些技能

硬件测试工程师需要掌握的内容包括：基础知识、业务能力。

一、基础知识

1、学习掌握研发部公共类知识，通过公共类知识考试并取得良好成绩。

2、学习掌握开关电源测试方法，以及PWM逆变驱动的测试方法。

3、学习掌握DSP或单片机技术原理，学会控制板硬件测试方法。

4、学习掌握EMC及安规测试方法。

5、学习掌握整机驱动测试，各项保护测试，极限工作测试。

6、试用期内在导师指导下完成至少2个测试任务，独立完成至少1个测试任务。

二、业务能力

1、掌握公司现有开关电源的拓扑结构（包括工作原理，主电路的计算，主要的性能参数，典型波形等），了解电源行业其它的典型拓扑结构。

2、掌握逆变器主回路、IGBT驱动电路的基本工作原理。

3、掌握DSP或单片机控制电路、信号处理、输入输出接口电路的基本工作原理。

4、熟悉RS485和ModBus工控总线物理层接口电路。

5、熟悉变频器EMC、安规的相关国家标准。

6、熟悉公司产品开发流程，要明确中试测试工程师在产品开发阶段中的角色和职责。

测试工程师的发展道路

一种选择是走测试的技术路线，成长为高级测试工程师，这时他能够独立测试很多软件，再向上可以成为测试架构设计师。从硬件测试工程师发展到测试经理需要较长时间（3到5年）工作经验的积累和过硬的专业技术背景。

第二种选择是向管理方向发展，从测试工程师到组长（Leader），再到测试经理（Manager），以至到更高的职位。

第三种选择是可以换职业，做项目管理或做开发人员都可以，很多测试工具开发工程师在测试的过程中，因为开发方面积累了经验，同时对产品本身产生了自己的看法，很容易转去做产品开发。

二、电子信息专业就业方向和前景

电子信息工程专业就业方向：电子系统设计、硬件实现、编程控制；物联网、智能硬件；通信方向；多媒体如各种音频视频编码、解码；电源，模拟电路；信号处理；微电子方向等。

电子信息工程专业就业方向

电子信息工程从业方向

工程技术人员：到各类应用电子技术的企业从事引进、开发、运行、维修等工作；软件工程师：在计算机行业从事各种软件开发工作。

相对来讲本科和研究生差别比较大，本科做研发的少，做技术支持和售前市场或者售后支持的多，研究生做研发的多。从行业来讲，更是广泛，有去运营商的，比如移动、网通。有去外企的，比如西门子，朗讯，有去国企的，比如国家无线电测量中心，航天五院，有去大公司的，比如华为、联想、中兴，还有去小公司做研发的。还有做公务员的。总得来讲，这个专业就业不错，就是创业的较少。

电子信息工程就业面广

毕业生可选择的就业方向也比较多：

1.电子系统设计、硬件实现、编程控制；

2.物联网、智能硬件；

3.通信方向；

4.多媒体如各种音频视频编码、解码；

5.电源，模拟电路，包括线性电源、开关电源、变压器等；

6.射频、微波电路、无线电电子线路，包括天线、微波固态电路等等；

开关电源PCB布线入门指南拿来分享

在这里先挖一个坑，我会慢慢和大家分享这些年来在PCB布线方面的经验，欢迎大家参与讨论.

暂时先罗列一下大致内容:

1.原理图的绘制

2.PCB封装

3.布局

4.走线

5.机械，散热和EMI考量

6.Gerber文件的生成

7.制板工艺说明

首先，你要开始这个工作，先掌握一款软件，画PCB的软件很多，protel，AD，PADS，PowerPCB，Allegro等等.当然这些只是工具，在这里并不讨论某种软件怎么用.

第一步，我们来讨论怎么画原理图.可能很多工程师觉得怎么画原理图不重要，只要画对就行.其实不然，画图和编程一样，一个是要正确，二是要有可读性，逻辑分明.要是一张原理图，n久之后连你自己都看不懂，那肯定不是好原理图.

对于电源原理图，要做到逻辑分明并不难.

1.首先要把功率电路和控制电路区分开来.如果你是简单电路，可以放在一张原理图里.比如上面为功率电路，下面为控制电路.并且将初次级分割明显.如果你是复杂电路，可以采用多张原理图，比如PFC一页，DCDC一页，PFC控制电路一页，DCDC控制电路一页，还有各种保护也单独一页.

2.每个功能模块，都应该有简短的文字说明.

3.尽量少用交叉，但又不连接的连线.过多的交叉线，会导致看不清楚，而且有可能会误连接.

4.合理利用网络名，原理图中每一个节点都有一个独一无二的netname，所以对一些无法用连线连接的节点，可以用net来连接，但是net的名字应该取得比较形象，容易读懂.对于跨页的连接，应该采用全局的网络名.

在画原理图的时候，还需要养成一些小的良好习惯，比如

1.一些在布板的时候需要彼此靠近的器件，在原理图中最好也画在一起.

2.在第一次研发的时候，应该预留一些调试的器件位置，有利于增加器件.

3.善于利用0欧姆电阻，0欧姆电阻可以将一个net分成二个net，有利于布线.

在你布比较复杂的电路的时候，会发现有时候很多走线是一个net的，但是又不能混在一起.比如功率地，信号地.那么在布线的时候，为了能自动互相避让，可以将其分成两个net.

原理图是一个项目的开始，也是最为关键的一环.所以在画原理图的时候，应该仔细审查，任何一个细微错误，都会导致将来花大力气来弥补.

原理图一旦完成，就该进行编号，同时每一次修改，都应该另存，不要随意覆盖旧文件，避免出错后找不到原来的文件.

那么如果原理图准备完毕，就要开始准备每一个所用器件的PCB封装.在大公司里，通常PCB封装有严格的规范，或许有专人制作，那么电源工程师就省去了这个麻烦.但是在一些小公司里，封装还得工程师自己来画，那么要注意些什么呢?

1.封装的脚位必须和原理图脚位一一对应，比如电解电容，如果脚位对错，那可糟糕了.

2.要了解生产工艺对封装的要求，通常生产线会积累一些经验，比如封装焊盘多大，生产效率比较高，那么工程师在做封装的时候要事先了解这些规范，尽量迁就产线标准.这样生产效率才能提高.其次，不同的焊接工艺，比如是波峰焊，还是回流焊，都会对焊盘有不同的要求.

3.对于一些对称的封装，一定要注意标记，比如标记1脚，避免装反.对于定制的器件，最好搞成不对称，可防反.

如果开始布局了，首先要考量的就是器件的总体摆放.

1.要考量功率电路的走向，功率电路是占了PCB大部分的区域，那么这部分电路的走向就非常重要了.通常对于功率比较大的电路，走向有以下几种.

直线型:输入在一边，输出在另外一边.

回字型:输入和输出在同一边，绕个弯回来.

蛇形:绕好几个弯

多块板子，比如有AB两块板子，中间用飞线连接.(注意飞线上要走直流电流，减少EMI)

当然还有其他的一些，总的来说，功率走向要清晰，不能胡乱交叉.

对于大致的功率走向确定之后，要来分别细化各个功率电路的走向，首先看EMI的滤波器的，布局

EMI滤波有个大概的原则，就是输入和输出尽量远离.如果输入和输出很靠近，那么输入输出之间的耦合电容，会导致高频滤波效果变差.

滤波器走向如下:

那么再来看一下一个简单的反激电路

如果从结构，散热的角度来考虑的话，要注意一些细节:

板子的重量尽量均衡，不要把重物器件都集中在某一区域.

热源器件也不要都聚集在一块，不然互相提高温升.

对热敏感的器件，比如电解电容，不要靠近热源，或者热源的下风口.

对于风冷的电源，要注意风道的畅通，发热器器件尽量处于下风口，对热敏感器件处于上风口.

对于容易破裂的器件，比如陶瓷电容，不要放在PCB容易弯曲的地方，比如定位孔附近.

除此之外，还有一个重要的环节，就是要事先了解安规，要知道你设计的产品，将来要过哪个地区的哪些安规。

要事先考虑好，各个爬电距离，电气间隙的要求。事实上安规的细节要求是非常多的，对于研发工程师来说，一开始就要和安规工程师做好沟通，了解一些细节。

最主要的一些细节，大致有这些，

保险丝前的火线和零线的距离。

初级，次级，大地之间的距离。

两个不同电位点之间的距离。

这些，以后有时间可以和大家专门以安规的角度去讨论。

关于控制电路的布局，通常复杂点的电源，控制电路分为控制部份，和驱动部份.而驱动部份介于功率电路和信号电路之间，是一定的干扰源，而抗干扰能力要比信号电路强.

简单一点的电路，控制和驱动是集成在一块的.

那么需要注意的是:

1.控制电路的布局，应该尽量远离功率电路，不宜和功率电路混在一起.特别需要避开dv/dt大的节点，di/dt大的环路.

2.布局应该以IC为中心，优先布局震荡电容，去耦电容等电容器件.因为容性器件起到滤除高频噪音的功能，为了减少寄生电感，要和IC的引脚尽量近.

3.驱动电路必须靠近MOS，这样驱动电路的环路才会比较小，一个减少干扰，二减少驱动线上的寄生电感.

当布局初步完成之后，就要切入我们讨论的重点，如何布线.对于电源来说布线并非简单的连连起来这么简单，有诸多的细节需要考虑.

首先，在布线之间，你要了解合作的PCB厂家的工艺水平.比如你采用1盎司的铜厚，通常的厂家能做的最小线宽和最小间距大概在5mil左右，如果你设计的太小，会导致工艺做不到.

同样铜厚越厚，最小线宽和间距就会越大.通常2盎司，会要求7mil以上，3盎司会要求8mil以上.

当然这些都是要看各个PCB厂家的工艺水平.

所以在设置布线规则之前，要先了解这些.

接下来，应该知道多大的电流需要多宽的铜皮.也就是所谓的走线的电流密度，这个没有唯一的标准，完全受铜线的温升限制.但是IPC-2221提供一个参考计算.

为了方便计算，国外的网友设计了一个网页:

但是有一个前提需要告知，该计算方法是在没有其它热源影响的前提下.

所以在设计的时候，你要注意走线附近的热源，来估算PCB走线容许的温升是多少.

对于PCB走线，无非是铜皮而已，所以不单单走线具有电阻，会发热，会有压降.

在高频开关电源里面，走线带来的另外一个寄生参数可能会更值得关注，那就是寄生电感.

每一根走线都会带来或大或小的寄生电感.这些电感，带来震荡，噪音.....

我们来看一下，三个电容的布线

来讨论PCB走线对电容性能的影响

左边这个呢，有利于高频噪音的吸收，中间这个铜皮电阻最小，损耗较小.右边这个非常的不合理，因为把走线电感串入了电容，电容的高频吸收能力减弱.

在布线的时候尽量避免出现锐角，这个规则主要是高频电路的布线规则。

因为在锐角处一是出现阻抗变化，而是锐角的电荷密度比较大，是干扰相对比较大的地方。

虽然这个规则在电源设计中没有高频电路这么重要，但是也当尽量避免。

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