EDA学习笔记电源篇1——张飞视频

        17年刚进入学院EDA实验室的时候，首先接触的视频资料就是张飞视频，以基本的八个项目简述了硬件工程师在设计开发过程中的所思所想。虽然最后也没有看完，但是对于自己日后把握整体电路的设计思路有不小的影响。现对照着很早很早的笔记，把值得一提的拎出来说道说道。

       项目一——门控开关的设计

       涉及的器件除了中学便常用的电阻，电容，电感，二极管（IN4148，反向耐压100V）外，还有《模拟电子电路》中常用的三极管，内部由两个PN节组成，其与二极管都称作晶体管；LM7805，LM系列的线性稳压芯片，特点是纹波小，效率低，一般用作对功耗要求不高的辅助电源。LM79系列稳负压，78稳正压。

       具体电路的设计与实现偏简单，当时让我觉得唯一不同的就是对电容的应用——本质还是充放电，但是要从“滤波”角度深刻把握，电容的计算公式也加入了 f 频率这一量，选取更加精准。具体操作的话，用示波器探头探测噪声纹波频率范围，再选择搭建合适的滤波器进行滤除。那时的我还不知道，电容种类真的不少，在实验室的两年里常用的就是独石电容、瓷片电容、CBB电容、钽电容和大众脸——电解电容。独石和瓷片电容都是陶瓷电容，独石电容比较稳定，温漂系数小，可以做到uf级；瓷片电容最大只能做到0.1uf级。钽电容十分好用，它的ESR（等效串联电阻）远小于电解电容，性能更优越，滤波性能方面1uf的钽电容相当于10uf的铝解电容。CBB电容高频特性好。

       另外，常用的二极管有肖特基二极管和快恢复二极管，肖特基二极管根据封装不同有的是两个引脚，有的是三个引脚，具有压降小，功耗低的特点。快恢复二极管具有压降大，功耗高的特点。

       项目二——热水循环泵系统

       涉及马达，通过控制马达的正反转来控制水温。记得当时在实验室搭建这个电路的时候，每次上电，马达转个十几秒，三极管必定烧毁。后来发现，普通四驱赛车的马达5V足以，一直挂12V，对三极管负荷太大，而且马达工作时会使得电流极其不稳定，浪涌电流（电流对时间求导），尖峰电压（电压对时间求导）太大。在马达两端并联一个二极管或者稳压管，会稳定很多。

       具体电路中，对马达的驱动采用的是全桥驱动。说到全桥，那必定离不开一个概念——死区时间，简而言之，死区时间就是防止H桥中多个开关管同时导通设计的延迟时间。另外，这也是第一次我有了高阻态的观念，高态（接电源），低态（接地），高阻态也就是A点既不接高，也不接低的状态，高阻态容易受到环境的影响，比如雷击时，十分容易致使器件损坏。另外，稳压管在此设计中，利用阈值电压，能起到延时的作用。

       项目三——碎纸机系统

       涉及比较器，继电器，光电传感器。比较器可以理解是工作在限幅区的运放。还记得当时实验室负责人辉哥问我继电器有几个脚，我都答不上来，怪尴尬的，一般常用5脚。光电传感器，内部包含红外发射管和接收管，光照升高，内部阻值下降；光照下降，内部阻值升高。

       项目四——智能空气净化通风系统

       涉及气味传感器，运算放大器，MOS管。LM358双运放，LM324四运放，运放中有一种放大倍数超强，接近VCC的运放叫轨至轨运放。MOS管是场效应管，与三极管的区别大致上：

       1.一个是流控压（PNP/NPN），一个是压控压（MOS）

       2.一个常做放大电路，一个常作为开关、驱动使用（毕竟MOS阻抗大，功耗小）。

       MOS管本身内部工艺的原因，存在有三种电容，分别是输入电容，输出电容，反向传输电容也叫米勒电容。

       推挽电路在放大电路中经常会用到，它适用于低电压大电流的场合，广泛应用于功放电路和开关电源中。 什么是推挽电路？ 推挽电路（push-pull）就是两不同极性晶体管连接的输出电路。 推挽电路采用两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。