可能成為電源設計師的七個特質

作者 : Brian King,德州儀器(TI)資深科技會委員

筆者強烈建議有著遠大抱負且決定攻讀電機工程專業的學生們考慮選擇電力電子學,因為任何新的電機或電子產品都需要電源供應,也就是說未來的工作有了保障…

筆者強烈建議有著遠大抱負且決定攻讀電機工程專業的學生們考慮選擇電力電子學,因為任何新的電機或電子產品都需要電源供應,也就是說未來的工作有了保障。無論你怎麼看,這個領域絕對充滿了挑戰和創新的機會,因為市場會不斷地追求更小尺寸的設備和更高的效率。

電源設計師或許不像數位設計工程師那樣新潮時髦,但如果決定走上這條路,迎接你的將是富有挑戰和創新的工作,而且最終你可能發現自己與數位社群密不可分。

雖然電源領域中的設計師百百種,但仍看得出許多共同特徵。如果你也具備以下特質,那麼也許你很有可能就是一名電源設計師:

1.誇耀自己能設計出低IQ

雖然阿甘(Forrest Gump)也認為低IQ未必是一件壞事,但在電源供應中的IQ指的是靜態電流(quiescent current)而非智商(intelligent quotient)——可以想見那些非電源設計專業的朋友們必定對於我們誇耀自己的低IQ感到不解。電源設計師為了延長電池壽命並提高效率而不斷努力地降低IQ,這對於低壓差(LDO)線性穩壓器尤其重要。

2.不斷重複講述電容爆炸的故事

我們都有過這樣的經歷:無論是將電容反向焊接到電路中所引起的過壓狀況,亦或是過量波紋電流狀況等,但沒有什麼比爆炸更能瞬間吸引實驗室工作人員目光,如圖1所示。

圖1 這都要怪技術人員!

當心跳恢復正常、實驗室的煙霧被清除後,一般你會對剛剛發生過的精彩場景津津樂道。不要覺得向朋友分享這場煙火秀的生動細節很丟臉,我們不但不會對此評頭論足,還會樂於講述過去自己所發生的各種勁爆故事。但朋友們,務必請記得要隨時配戴防護眼鏡!

3.曾在維基百科上搜尋過簡易邏輯閘(simple logic gate)的真值表(truth table)

「不使用就會忘記」是絕對的真理。在電源設計領域工作20多年後,筆者早已不再接觸1s和0s。每當遇到數位電路問題時,我都會拿出多年前在幸運餅乾中得到的紙條(圖2),它總能平復我的焦慮並使我專注解決問題。

圖2 幸運餅乾所給我最棒的啟發。

比起剛開始工作的時候,現在電源數位控制更為普及。如果在設計數位電源時需要幫助卻缺乏資源,TI提供大量靈活、高效整合的數位電源產品和資源,滿足對動態系統的需求並降低總成本。

4.必須解釋永動(perpetual motion)是不可能的

如果在電源設計領域資歷夠久,有時會碰到被要求設計輸出功率比輸入電源功率更大的電源。令人難以置信的是,要說服某些人相信這件事本身就違反熱力學的第一定律(既不產生也不消耗能量)居然非常困難。下次當你面臨這種兩難處境並想大膽嘗試時,可以簡單地說:「那麼,你希望這電源效率達到110%嗎?」;如果這也沒用,請試著問問他們圖3出了什麼問題。

圖3 無限電源。

當然,最明智的反應是重新協商輸入、輸出或兩邊的電源需求,然後使用高效DC/DC開關穩壓器進行設計,以便從有限資源中產出最多的電源可能性。

5.曾告訴管理層,只能實現三個目標中的兩個

「三個中實現兩個已經不錯了(two out of three ain’t bad)!」這句話完全適用於電源設計。當然,我們指的是成本、規模和效率這三者之間的折衷,然而遺憾的是你的經理或客戶可能無法理解。

可以透過較高的頻率轉換使電源更小、更便宜,但這將使其效率變低;也可利用較好的元件來縮小體積並提高效率,不過價格相對會變高;又或者可以用較大的元件實現更高效率、更低成本。但很抱歉,如同工程的所有事物,世上沒有白吃的午餐,如果需要向你的經理解釋清楚這一點,那麼祝你好運。

6.你所說的語言只有其他電源設計師可以理解

如同兄弟姐妹之間會有自己的一套溝通語言一樣,電源設計師傾向於開發新詞彙,在彼此之間交流。對局外人來說,這聽起來像是在胡說八道,但對電源設計師來說,這些都是非常專業的術語。

例如,兩個電源工程師之間經常會發生這樣的對話。

1號電源設計師:「經過三十分鐘的冷浸(cold soak)後,我的喉管(choke)開始唱歌(編註:共模電感開始震鳴)了。」

2號電源設計師:「嘗試將你的帽子(cap,此指電容)從裂解(lytic)更改為聚合(poly),以防止零滑動!」

7.計算下次電源設計研討會(PSDS)到來的日子

自1980年以來,PSDS一直是業界領先的電源設計研討會。我們每兩年都精心篩選新的內容,以確保這場研討會的實用性、教育性和趣味性。無論是電源設計新手,還是已經從事開關電源設計數十年的老手,PSDS都可滿足所有人員的需求。它提供了一個學習新知識、重溫基礎知識,以及和你所在當地其他電源設計同儕交流的機會。

 

 

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