我是“余生死磕电源,致力于成为电源大师”的“电源先生”。
嗨,硬件攻城狮或电源工程师同行们,我想写本专门解析BUCK电源电路的书籍,以下是“前言”内容的部分摘录以及当前的目录,当前已经完成22万多字500多页了,即使如此,离真正出版书籍,还有很长的路要走。所以,仅看目录的话,你们觉得这本书值得期待吗?欢迎给我留言讨论。
此书,我为什么要写?
其一,不要“大”“全”,想要“小”“美”。
很多讲述开关电源原理的书籍,如《精通开关电源 [美] Keith Billings, Taylor Morey 著》、《开关电源设计 [美] Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey 著》、《精通开关电源设计(第2版) [美] Sanjaya Maniktala 著》等,几乎都是从宏观的角度讲述了很多内容,包括但不限于非隔离/隔离拓扑的开关电源技术、降压拓扑(Buck Topology)、升压拓扑(Boost Topology)、降升压拓扑(Buck-Boost)、正激拓扑(Forward)、反激拓扑(Fly-back)、半桥转换器(Half-Bridge)、全桥转换器(Full-Bridge)、电磁干扰EMI,以及功率因数校正PFC等(当然,也是有很多技术细节值得学习的),典型特点是“大”“全”。在本书出版前,未见有类似专注于“非隔离降压型开关电源”这一种开关电源拓扑的书籍,让与我类似的想深入理解并掌握Buck电路的硬件或电源“攻城狮”们犯难。所以,本书专注于“小”“美”。
其二,“贪得无厌”,做到了“知其然”,我还想要“知其所以然”。
借用电影《剑雨》中李鬼手的台词“我李鬼手治病救人,除了黄金以外,还有一个要求,就是要搞清楚来龙去脉”。“臣光曰”:“知其然,不知其所以然”是经验,是迷信,“知其然,又知其所以然”是理论,是科学。比如,在分析MOSFET开关损耗时,有些资料中前面的系数是1/2(参考公式3.9.4-23-5),有些资料中前面的系数是1/6(参考公式3.9.4-23-17),二者相差了3倍,如果不清楚它们的区别是什么,就不知道具体该怎么应用。再比如,降压电路的自举电容取值通常在22nF到100nF之间,这就是“知其然,不知其所以然”的经验值;根据公式Cboot≥Qg(total)/ (5%*Vboot)计算而来的具体取值,就是“知其然,又知其所以然”的理论值。搞清楚了来龙去脉,很多知识就不再是玄学。
其三,以身作则,写作此书,是为劝学。
虽然我还没掌握的知识仍然很多,虽然我还没“成为电源大师(Be a Master of Power)”(这是我的个人愿景),但我想以此书为始,勤学不辍,行为“师”(指电源工程师)范。我们为何要学习?
(1)因为拥有知识的人能够颠覆常识。众所周知“风险与收益成正比”。这句简洁的话,并不总是正确,类似于是示波器限制带宽后采集到的信号,丢失了某些关键信息。其实,风险与收益之间隐藏着一个巨大的变量,就是知识(或者叫做能力)。比如走钢丝、铁笼飞车,对于不具备相关能力的外行来说,这些技能就是在“能力圈”之外,是具有较大风险的。对于具备相关能力的专业人士,这些技能就是在“能力圈”之内,几乎是没有风险的。如果我们学习到了更多更深的知识,就能够做到卖油翁那样“惟手熟尔”。
(2)因为拥有知识的人抗风险能力更强、反脆弱能力更强。类似于“电感上的电流不能突变”“电容上的电压不能突变”,当电感量和电容量足够大时,其上电压和电流就几乎是不变的。再比如,一杯300mL的水,一个人可以在一分钟之内喝完,这杯水的变化量是100%(从100%到0),这算是小尺度;假设杯子大如东海,装着东海之水,一人、或十人、或百人、或千人,在一分钟、一小时、甚至一年的时间内,也难将这个“大杯水”喝到有变化,这就是大尺度。如果我们学习到了更多更深的知识,就能够做到“大电感”“大电容”“大杯水”那样淡定从容,这与股神沃伦•巴菲特“能力圈”概念是等同的。
所以,我决定,将Buck电路“查他个底儿掉”(来自电影《卧虎藏龙》中贝勒府吴泰保的台词;玉娇龙偷了青冥宝剑后逃回玉府,被吴泰保追踪到,后来汇报给贝勒爷,道“青冥剑是没回来,可我敢赌,贼人与玉大人家有瓜落儿。查他个底儿掉!”)。始“概述”,讲“原理”,述“(电压、电流和功率)参数解析”,谈“动态响应”,论“应用方法”,道“测试测量”,教“规格书阅读方法”,以至几近“无微不至”。
此书,与别的开关电源书籍有何不同?
如果是大学教授写的开关电源相关的书籍或者教材,可能会有很多理论研究的成果和方法,偏向于教学;与此不同的是,本书是由作者作为一个应用领域的硬件工程师而写成的,有理论分析,但更多更重要的是该理论对实际应用是否具有指导意义。一如,由史学家司马迁父子操刀而成的《史记》,与由政治家司马光操刀而成的《通鉴》(即《资治通鉴》)也是不一样的;《史记》重在“史”,而《通鉴》重在“资治”(“鉴于往事,资于治道”,即以历史的得失作为鉴诫来加强统治)。