⚡ 逆变器设计 · 全流程实战
📘 30章 从原理到PCB
第1章
01
逆变器概述
什么是逆变器？分类（离网/并网/储能）、核心指标（效率/THD/功率密度）、典型应用场景
第2章
02
拓扑结构选型
全桥逆变拓扑详解、半桥与推挽对比、多电平拓扑简介、拓扑选型决策树
第3章
03
功率开关器件
MOSFET与IGBT选型对比、驱动要求与死区时间、开关损耗与散热估算、SiC/GaN应用趋势
第4章
04
PWM调制原理
单极性/双极性SPWM、载波与调制波关系、调制比与输出电压、三次谐波注入法
第5章
05
输出滤波器设计
LC与LCL拓扑对比、截止频率选择、电感电容参数计算、磁芯选型（铁硅铝/铁氧体）
第6章
06
控制环路设计
电压环与电流环双环控制、PI参数整定（极点配置）、数字控制延迟补偿、环路稳定性（波特图）
第7章
07
采样与调理电路
电压/电流采样（霍尔/电阻分压/CT）、运放调理（偏置/滤波/保护）、隔离放大器、ADC接口
第8章
08
辅助电源设计
反激式辅助电源拓扑、多路输出稳压、启动电路与缓启动、EMI滤波与保护
第9章
09
驱动电路设计
隔离驱动（光耦/磁隔离/容隔离）、驱动功率计算、米勒钳位与负压关断、驱动变压器
第10章
10
保护电路设计
过流保护（比较器/软件）、过压/欠压保护、过温保护（NTC/PTC）、短路保护与软关断
第11章
11
热设计基础
热阻网络模型、散热器选型（自然/强制风冷）、热仿真（Flotherm/Icepak）、PCB散热优化
第12章
12
EMC设计与整改
传导/辐射发射机理、共模差模噪声分离、EMI滤波器（X/Y电容/共模电感）、PCB布局影响
第13章
13
原理图设计（上）
系统框图与功能分区、主功率回路（母线电容/吸收电路）、控制供电架构、原理图规范
第14章
14
原理图设计（下）
采样保护电路详细设计、驱动外围计算、辅助电源原理图、BOM表与器件选型确认
第15章
15
PCB布局设计
功率区与控制区隔离、大电流回路最小化（开尔文）、驱动寄生参数、关键信号走线规则
第16章
16
PCB叠层与阻抗控制
多层板叠层（2/4/6层）、电源地平面、阻抗匹配（差分/单端）、板厚与铜厚选择
第17章
17
PCB布线技巧
功率走线载流能力（温升法）、高压爬电距离与电气间隙、散热过孔阵列、焊盘阻焊开窗
第18章
18
PCB设计检查清单
DRC设置与检查、电气规则ERC、热检查（铜皮连通性）、可制造性DFM检查
第19章
19
元器件封装设计
标准封装库（IPC标准）、异形封装（散热焊盘/开窗）、3D模型关联与干涉检查、公差控制
第20章
20
仿真验证（上）
SPICE仿真基础（LTspice/TINA）、主功率回路仿真（开关波形/电压应力）、驱动仿真（米勒平台）
第21章
21
仿真验证（下）
控制环路仿真（平均/离散模型）、滤波器频率响应、热仿真（稳态/瞬态）、仿真与实测对比
第22章
22
PCB制板文件输出
Gerber文件规范（RS-274X）、钻孔文件与叠层说明、装配图与钢网文件、版本管理
第23章
23
PCBA焊接与组装
回流焊与波峰焊要求、手工焊接（热风枪/烙铁）、清洗与三防涂覆、X-ray/AOI检测
第24章
24
硬件调试流程
上电前检查（万用表/阻抗）、辅助电源调试、开环调试（PWM/假负载）、闭环调试（电压/电流环）
第25章
25
关键波形测试
PWM驱动波形（上升/下降/死区）、开关管Vds（尖峰/振铃）、输出波形THD、效率曲线
第26章
26
常见故障排查
炸机分析（过压/过流/驱动异常）、输出异常（失真/偏置/振荡）、EMC超标整改、热失效
第27章
27
性能测试与优化
满载效率测试（不同输入电压）、THD与谐波分析（FFT）、动态响应（负载/输入跳变）、老化温升
第28章
28
数字控制实现 (DSP/MCU)
DSP选型（TMS320F280049/C2000）、PWM外设（HRPWM/死区）、ADC同步采样、软件保护逻辑
第29章
29
通信与监控接口
CAN/RS485电路设计、隔离通信、上位机监控（Modbus）、固件升级（OTA/串口）
第30章
30
项目总结与设计迭代
设计文档归档（原理图/PCB/BOM/测试报告）、评审清单、缺陷复盘、下一代改进（GaN/高频化）