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开关电源设计从零基础到工程入门（SMPS系统认知）

从零掌握开关电源核心拓扑、磁性元件设计与环路补偿，通过TI/ADI参考设计与仿真工具链完成工业级Buck、Flyback实战，建立SMPS系统化工程思维

课程规模
图文体系
30个系统小节
总字数约 8.2 万字，配套0张动态热点交互图表、8张矢量图、19个表格
适宜人群
人群定位
零基础新手
转行学习者
在校学生
配套资料
内容特色
本课程配套：项目结构图、模块任务拆解表、实验验证计划、项目验收表
每份资料都对应章节任务、检查点或复盘材料
帮助你把学习内容转成可复查结果
学习收获
落地结果
独立完成48V转12V/10A Buck电源的全流程设计
掌握磁性元件AP法选型、环路补偿Type II/III设计、EMC整改等核心技能
建立开关电源系统化工程思维，能看懂主流电源芯片数据手册并完成选型
阶段 01 · 第 01-05 节

基础认知篇

基础认知篇：从系统架构到五种核心拓扑，建立SMPS全局观，搞懂Buck、Boost

01
课程导论：SMPS系统架构、效率边界与工业级设计流程
  • 模块边界收敛
  • 性能取舍表
  • 执行步骤链
流程清单
02
Buck拓扑稳态分析：电感伏秒平衡与CCM / DCM边界计算
  • 模块边界收敛
  • 推导Buck变换器稳
  • Buck拓扑稳态分析
执行清单
03
Boost与Buck-Boost拓扑：功率级应力与连续模式设计
  • 功率级应力
  • 分析Boost
  • 电感与电容选型
执行清单
04
反激变换器原理：变压器储能、反射电压与RCD钳位设计
  • 变压器储能
  • 反激变压器工作机理
  • 设计RCD吸收电路限
执行清单
05
正激与半桥拓扑：磁复位技术及变压器利用率对比
  • 磁复位技术
  • 比较正激
  • 性能取舍表
执行清单
阶段 02 · 第 06-10 节

核心机制篇

核心机制篇：深入磁性元件、功率器件、PWM芯片和环路补偿，掌握设计计算背后的物理本质

06
磁性元件设计：AP法选磁芯、气隙与绕组损耗优化
  • 性能取舍表
  • 使用AP法选择磁芯
  • 磁性元件设计
执行清单
07
功率MOSFET与二极管：开关损耗、米勒平台与热阻选型
  • 开关损耗
  • 分析MOSFET开关
  • 根据热阻
执行清单
08
输入滤波与EMI抑制：共模 / 差模电感设计与X电容选型
  • 差模电感设计
  • 设计两级EMI滤波器
  • 计算转折频率并选择安
执行清单
09
PWM控制芯片选型：UC384x内部架构与外围参数配置
  • 参数配置项
  • 启动回滚链路
  • PWM控制芯片选型
参数配置
10
环路补偿基础：穿越频率、相位裕度与Type II补偿器设计
  • 穿越频率
  • 开环波特图确定穿越频
  • 设计Type
执行清单
阶段 03 · 第 11-15 节

工程实现篇

工程实现篇：用LTspice搭建闭环模型，完成PCB布局、热设计和保护电路，把理论变

11
环路补偿进阶：Type III补偿器与陶瓷电容ESR零点利
  • Type
  • 设计Type
  • 利用输出电容ESR零
素材清单
12
仿真工具实战：LTspice搭建Buck闭环模型与瞬态响应分析
  • SPI总线时序
  • 启动回滚链路
  • 仿真工具实战
执行清单
13
PCB布局关键：功率回路、驱动回路与Kelvin连接设计
  • 功率回路
  • 性能取舍表
  • 采用Kelvin连接
执行清单
14
热设计基础：结温计算、散热器选型与热仿真验证
  • 结温计算
  • 计算器件结温
  • 选择散热器并使用Fl
执行清单
15
启动与保护电路：软启动、过流保护与欠压锁定实现
  • 启动回滚链路
  • 参数配置项
  • 操作清单
配置
阶段 04 · 第 16-20 节

调试验证篇

调试验证篇：搞定辅助电源、同步整流、LLC和PFC，掌握数字控制入门，能调试实际电源

16
辅助电源设计：三端稳压与Buck转换器为控制芯片供电
  • 三端稳压
  • 使用78xx或小型B
  • 辅助电源设计
执行清单
17
同步整流技术：自驱与外部驱动方案及死区时间优化
  • 性能取舍表
  • 比较自驱
  • 同步整流技术
执行清单
18
LLC谐振变换器：增益曲线、死区时间与磁性集成设计
  • 增益曲线
  • 分析LLC增益特性
  • 参数配置项
参数
19
PFC电路设计：Boost PFC电感计算与平均电流模式控制
  • Boost
  • 设计Boost
  • 使用UC3854实现
执行清单
20
数字控制入门：STM32G4生成PWM与ADC采样反馈实现
  • ADC采样链路
  • 使用目标平台G4高
  • 数字控制入门
执行清单
阶段 05 · 第 21-25 节

高级专题篇

高级专题篇：数字补偿器、多路输出、可靠性、EMC和效率优化，解决工程中真正头疼的难题

21
数字补偿器设计：PID离散化与抗饱和积分器实现
  • PID离散化
  • 将模拟补偿器离散化为
  • 实现抗饱
执行清单
22
多路输出交叉调整：耦合电感与加权反馈补偿策略
  • 持续使用复盘
  • 多路输出交叉调整
  • 执行步骤链
素材清单
23
可靠性设计：降额规范、寿命计算与加速老化测试方法
  • 降额规范
  • 依据IPC-9592
  • 计算电解电容寿命
执行清单
24
EMC测试与整改：传导发射超标分析与共模电感调整
  • 传导发射超标分析
  • 分析传导发射超标频点
  • 调整共模电感匝数
执行清单
25
效率优化：轻载跳频、栅极驱动电阻与死区时间调优
  • 轻载跳频
  • 性能取舍表
  • 执行步骤链
执行清单
阶段 06 · 第 26-30 节

项目收束篇

项目收束篇：从变压器绕制到量产测试，最后用48V转12V/10A项目复盘整个设计流程

26
电源时序设计：上电顺序、跟踪与浪涌电流控制
  • 上电顺序
  • 设计多路电源上电时序
  • 启动回滚链路
执行清单
27
隔离反馈实现：光耦与TL431环路补偿及偏置设计
  • TL431环路补偿
  • 持续使用复盘
  • 设计偏置电阻
执行清单
28
变压器绕制工艺：三明治绕法、屏蔽层与漏感控制
  • 三明治绕法
  • 采用三明治绕法减小漏
  • 添加屏蔽层降低共模噪
执行清单
29
量产测试方案：ATE测试项、边界扫描与良率提升
  • 模块边界收敛
  • 制定ATE测试项
  • 量产测试方案
执行清单
30
项目实战：48V转12V / 10A Buck电源设计全流程复盘
  • 执行步骤链
  • 从规格定义到测试验证
  • 复盘清单
流程清单