原创 专业源于兴趣——我是怎么走上电子技术之路的？（四，壮大期）

转载自网络

编者按：中间省略部分文字

很快，轮到我们几个新人登场了。任务来了。我接到了一个48V/20A的通讯电源设计任务，领导要求拓扑用全桥ZVZCS方案，老马是一个LLC的电源， 老齐是一个有源箝位正激电源。我的这个电源是全范围输入，要求带PFC的。于是，先做PFC部分的电路实验吧，我把书上看来的、拆机看来的、产品中用的等 等PFC电路的方案都尝试了一遍，功率管装在一块大散热器上，控制电路自己搭，有些软开关电路对驱动脉冲有时序和宽度的要求，就自己根据需要用CMOS触 发器和门电路对控制IC的驱动脉冲进行处理而得到。那段时间很辛苦，收获也是巨大的。通过对电路中的电压、电流、驱动等信号的波形观察，再结合电路工作原 理进行思考。对很多开关电源的工作原理有了更深入的理解。那时候，对PFC电路的效率特别在意，做实验的时候，想方设法提高电路的效率。其实现在我觉得， 效率不是唯一的，就好象生活，除了挣钱，还要注意健康。有时候，为了别的指标，例如EMC，把开关速度降低一点，效率降低一点也是正确的妥协。 UC3854没有对PFC输出过压有很好的保护功能，再加上PFC的反馈环路带宽很低，一旦反馈参数不对，电压会冲的很高，所以，实验过程，电解冒烟也见 识过了。至于爆MOS管，那更是经常的。那段时间，我们几个互相开玩笑，说每天有半斤的爆管指标，没有做到说明工作不卖力。而事实上，大多数爆管的原因， 是因为实验线路走线不合理，杂散电感太大，或者是驱动线路安排的不合理，少数原因是因为过热或电路参数不合理。真正会设计电源的人，应该是很少发生爆管的 现象的。但那时没有这份功力，只能在“呯呯”的爆炸声中慢慢成长！炸东西不可怕，可怕的是炸了东西却找不出原因。有时候，遇到的问题找不到原因，百思不得 其解，设想的方法都尝试过了，感觉自己所能想到的原因全都考虑了，还是有问题，甚至有山穷水尽之感，连周末在家的时候脑子里都会在想为什么？但是经过周末 的休息，还是可以有新的思路，最后还是可以柳暗花明的。几个PFC的方案比较下来，还是台达的那个专利电路效果最好。难怪在实际的产品中得到了广泛的应 用。再说说全桥变换那部分，移相全桥ZVS电路那时候已经在台达的通讯电源模块中得到了广泛的应用。技术已经相当成熟了。其中最早的一款，连控制IC都还 不是专用的UC3875，而是用TL494配合外围电路来实现的。全桥这部分电路也尝试了几种方案，其中也包括ZVZCS的方案。最终选择了用阻断二极管 的方式实现ZVZCS的移相电路。然后就是开始设计PCB，做样机。中达是有专门的人来layout的，但是说实话，平时做点修改工作可能还行。让 layout从零开始专门做一个案子，那简直太可怕了。从那以后，我就知道，一个好的layout工程师一定会是一个好的设计工程师。一个不懂电源设计过 程的人，要layout出一块走线合理的PCB简直是不可能的。与此同时，如果一个设计工程师自己不能够layout出一块走线合理的板子，那么他一定还 不是一个好的设计工程师。另外，一个产品的设计，结构非常重要，而机构工程师是仅仅起着协助性的作用。真正做主的，还是电源设计工程师。所以啊，电源的设 计者，不仅仅是电路设计者，同时也应该是结构的设计者。当时我的这个项目，虽然完成了样机，但最终没有投产。原因是多方面的，其中一个原因就是结构上还是 不能让人满意，还有一个原因，就是我在到中达一年后离职了，项目后继无人，最终撤销了。虽然我当时主做的项目是这个通讯电源的设计。但日常会遇到一些客户 特别要求的，或者生产线上发现的问题等，都是由工程部出面来解决的，大部分关于电子方面的问题是我来处理。刚进公司的时候看到的那几个感觉像高山一样存在 的人物，后来才发现，原来他们很容易被超过，远远不像我想象中的那么厉害。我在做自己的项目的同时，也会很关心老马的LLC，和老齐的有源箝位电路。事实 上，这两个电路的原理还是很容易弄懂的，研发工作的困难在于你能不能想到，能不能戳破那层窗户纸。而工程设计的难度在于，你如何把一个原理上很清楚的电 路，合理的用实际的电路来表现出来。研发是创新，用理论来解释你的创新。工程是实现，解决理想电路到实际电路的过程中出现的各种各样非理想因素的影响。事 实上，在2001年的时候，台达的LLC电路就已经非常成熟，并且有产品应用了。很奇怪，为什么到了现在，我们论坛里才开始LLC的热烈讨论？这一直是 我不明白的。老齐的有源箝位一直进展不顺，他申请的控制IC，UC3580也经常烧坏，最后他不用有源箝位了，改成了谐振复位，据说稳定了一些。要说在中 达的收获，那么就是对各种电源变换拓扑都有了较好的理解，对电源设计过程的研究手段有了认识和总结。对各种波形之间的关系、以及他们和工作原理之间的联 系，都会理解的很彻底。通过波形来理解原理，通过原理来解释波形，我觉得这是电源设计过程中一个非常重要的手段。如果有人能够在波形和原理之间来回互相解 释，那么说明他对电源变换的原理理解是很深入了。多年以后，我招聘工程师的时候，有很多来应聘的工程师，号称已经做电源研发工作多年了，却对反激电源的波 形都画不出来，也解释不了。让我怎么相信他已经理解了原理？
 
说说我所感受到的办公室文化。怎么说呢，虽然我一直认为中达是个不错的公司。但是说实话，办公室的文化，我不是很喜欢。大概台资企业都比较讲究领导的权威性，所以，我们老大也基本都是板着脸对我们的。但是面对其他几个PLMM，他就是眉开眼笑的。那几个PLMM也喜欢在他面前发发嗲，以得到更宽松的工作空间。喜欢PLMM我可以理解，但是不用整天那么板着脸对我们几个呀。我们几个同时进来的工程师之间关系不错，但是老的电子工程师对我们就有点不温不火的。一开始我们有什么不懂的还去请教一二，后来不知道是他们也不清楚，或者是不愿意说。反正一来二去问了也白问，就没人再去问了，遇到问题还是靠自己解决。想想也没什么，别人没有回答你的义务，而且大家多少存在一点竞争关系，也可以理解。说说几个PLMM吧，这是永恒的话题。A美女是四川人，产品工程师，高个子，皮肤白，五官也比较精致，是大家喜欢用来养眼的。但因为已经结婚了，老公也是中达的，所以估计没有人会有别的想法，就是多欣赏而已。B美女籍贯不详，文员，个子高挑，皮肤白，五官一般，但是身材气质好，私下里大家称之为“魔鬼”，是说她有着魔鬼身材，后来被调到厂长办公室做秘书了。C美女东北人，元件工程师，性格脾气挺好，爱帮助别人，我的变压器和电感都是自己先计算好，让她也计算一下，然后大家一起对照一下看看是否一致，样品都是她帮我做的，工艺不错。D美女籍贯不详，助理，挺憨厚的样子。办公室文化的冷暖，只有当事人自己能感受到。大多数人还是不错的，但也有人会比较势利。所谓日久见人心，时间长了才会发现。就说上面的D美女，我们的助理。曾经对我很不错，这个不错是指工作中的事情很帮忙，优先帮我处理很多事情。后来听她说，我们老大很看好我。但是等我提出辞职的消息传开，她的态度就完全变了样，让我纳闷自己是不是哪里得罪她了？当然，林子大了，什么鸟都有，公司大了，什么人都有。有一次，有生产线上设备更新，淘汰下来的测试设备，退库后被我们领出来，放在实验室里使用，刚好有一天，生产任务很紧张，设备不够用，他们的一个生产经理就跑到我们这边发飙，说什么底下设备都忙不过来，你们这边设备还闲着云云，结果飙了一会儿，发现根本就没有人搭理他，灰溜溜的走了。他们已经退库的设备，我们领出来了，所有权已经转移到我们这边了，真不明白他想怎么样？想要设备用的话，过来打个招呼，借去用几天也没什么，这么发飙的话，根本就是脑子被什么踢过了。不过，总的来说，中达的大部分同事还是不错的。其实我想，在一个公司里，能得到75%的人的认可，我认为就够了。人与人之间，总有那么几个不能说谁好谁坏，但是互相看不顺眼的，也不要那么在意了。保持一点自己的个性和原则，只会让别人更尊敬你。
 
可能会有人问，既然中达还不错，那你怎么就做了一年就走了呢？是呀，这也是后来我在别的公司面试的时候，人事经理每次都要问我的。原因是多重的，最主要的是两个：一是因为交通的问题。中达位于浦东曹路镇，而我的房子买在莘庄地铁南广场那块。虽然中达有班车，但班车那时候只到莲花路。我每天要起个大早赶到莲花路乘班车，下班乘班车到莲花路下来再换车子回家。那么每天在上下班的路上的时间就接近四个小时。对于需要不断学习的工程师而言，这四个小时的浪费实在是担当不起啊。而且很奇怪，一开始乘班车的时候，还可以睡的着。后来乘班车的时候居然睡不着，不管是上班还是下班，每次都是在快要睡着的时候就该下车了，痛苦不堪。加班到晚上虽然有班车送到地铁站，但是如果错过这个班车了，那么就只好自己乘外面的中巴给送到地铁二号线，然后到人民广场再换一号线。那时候加班很多，真的很辛苦，以至于后来乘中巴的时候，我这个从来不晕车的人，也常常觉得晕车恶心了。就在这个时候，第二个促使我辞职的因素出现了——有猎头打电话给我，告诉我位于漕河泾开发区的飞利浦照明亚太研发中心需要有开关电源设计经验的工程师。当时我的想法一是要近一些，二来考虑飞利浦的名气对我的职业生涯可能会有比较好的帮助。于是，接下来就是先发简历过去，然后去面试。那时候飞利浦照明的亚太研发中心还位于宜山路上。面试结果应该是对我还是很满意的，唯一就是薪水上的要求可能略有差异。结果等我面试结束，出了公司大门，已经在等公交车的时候，又接到了电话，让我再回去谈谈。这次换了一个口才很好，特会打压薪水的家伙，伶牙俐齿，舌灿莲花，没办法，说不过他，只好让步。后来没几天，就拿到了offer。接下来就是写辞职报告。老大知道了这个消息以后的第一句话就是：“我原以为你会比较稳定的，今年准备给你加薪呢！”，后来还听到别的同事告诉我，他私下里还打听想知道我为什么要辞职。唉，真是很对不起他啊！其实我去飞利浦的薪水基本没有增加什么，甚至中达给我加薪后会比飞利浦还高，只是离家近了很多，可以有很多时间学习，也不会累的人受不了。但是我依然要说，中达是个好地方，特别是对于初学者来说，那是一个特别锻炼人，特别能学到东西的地方！如果在中达锻炼两年，出来应该就是一个高手了。至少，当我从中达来到飞利浦的时候，没有多久，就被飞利浦的同事公认为高手了，而且从那以后，飞利浦的领导发话，只要是台达出来的，我们都要。
 
　　飞利浦虽然号称是外商独资企业，但是给我的感觉，气氛挺像一个国企。这大概是因为飞利浦的同事之间的关系要比中达融洽一些，这是和企业的文化以及管理相关。在飞利浦，经常会有别的项目小组邀请你参加他们的technical review，我觉得这种方式非常好，一方面可以让不同的人了解到新的知识，另一方面所谓当局者迷，旁观者清，借助别人的角度来看问题，也许可以看出些不同的东西来。此外，飞利浦做的东西虽然复杂度不大，但是难度也不算很小，因为对成本控制的很严格。另外，飞利浦的同事都喜欢把BOOST变换器叫UP converter，而喜欢把BUCK变换器叫做DOWN converter，不知道这是不是和欧洲人那边的习惯有关系。飞利浦的项目管理非常成熟，项目经理的工作也很到位。一个项目立项之后，项目经理会把相关的工程师、采购、生产等召集在一起，用Project的管理软件把每个人的工作时间规划协调好。如果到了任务节点，是谁的任务没有按时完成，那么这个人会很自然的感到不好意思。我们的这位项目经理，英语口语极其流利，气质也比较儒雅，据说以前是做工程师的，但是工程师做的不好，却成了一个不错的项目经理。虽然有项目经理给排日程，但是在飞利浦的工作压力相比于中达，那是小了很多很多。一方面，项目经理所安排的日程不会压的很紧，比较充裕。另一方面，公司的架构给予每个项目充分的支持。比如我后来做的那个项目，就还有一个助理工程师帮我一起做事。飞利浦还有一个特点，对女工程师极不感冒。我们那个楼层，只有一个女工程师，没多久还离职了。后来和同事聊起这个话题，大家的结论是，女孩子做电力电子设计这部分很少有做的好的。
 
　　总的来说，做技术的人之间还是好打交道的。企业文化建立的好，工程师之间的技术交流就会显的无私而公开。我觉得飞利浦在这方面做的不错，顺便说一句，我和网友的聊天中知道，据说艾默生的工作人文环境也是不错的，有机会进去的朋友不要错过了。那时候，我经常参与各小组的技术会议，有的是项目的技术审核，有的是疑难问题求助，还有的是故障分析等等。刚一开始，我还不是很敢于开口，怕说错了。后来发现，他们讨论的问题，早已是我已经掌握的部分，我就开始大胆发表自己的观点了。举个简单的例子，有个L6561设计的CRM的PFC电路，升压二极管发热严重，找不到原因。因为参照同等功率的电路，别的发热就不厉害，而这个就发热很厉害。原因呢？我看了这个工程师演示的PPT中的电路，建议他检查看看电路是不是工作在CRM状态，怀疑他的电路进入CCM了。果然他检查下来发现因为设计原因，进入了CCM状态，那么升压二极管有一个反向恢复造成的损耗，所以功耗偏大。大概也是因为我渐渐胆子大了，敢说，而且也常常能说对，另外，我的思维比较缜密，在review别人的项目的时候，往往能问一些关键性的问题，慢慢我的威信就建立起来了。相对于通讯电源，电子镇流器真的是简单的太多了。简单到你不稍稍动点脑筋就会迷糊。举个例子来说吧，我们知道，半桥谐振式的开关电源，例如半桥LLC，我们通常会在上下两个MOS的DS上各并联一个高频特性好的吸收电容，用来提供MOS关断瞬间的电流通道，限制VDS的上升速率，从而实现了零电压关断。但是在ballast中，同样的半桥谐振式的工作方式，这个电容往往就只有一个。第一次见到的时候，就会奇怪了，怎么是这样呢？上下两个MOS，只有一个MOS上并了电容，什么意思呢？后来想明白了，半桥上下两个MOS的DS上的电容在电路上的表现是并联关系，虽然ballast中只用了一个，但是对上下两个MOS的缓冲作用是一样的。但是只用一个电容，成本就下降了许多。
 
　　在飞利浦有一件事是让我比较得意的。我无意中得知，飞利浦居然有一套正版的ORCAD软件，但是居然几乎没有人用。我听说有ORCAD，那个开心啊。那时候我已经知道ORCAD里面集成了PSPICE这个仿真软件，就是一直搞不到，虽然有心学习，但是没有软件还是白搭啊。现在居然有套正版的送上门来，虽然是需要用加密狗的，但毕竟我可以学习仿真了呀。恰好电子镇流器的电路又比较简单，用来学习仿真，是很好的入门案例。二话不说，装上软件，拿出早就买好了的书，一点一点的学习起来。虽然这本书讲的基本是皮毛，但是可以把我领进门了，深入一些的学习，需要看一点软件自带的英文文档。我很快把公司里的几个典型电路，例如公司内部称为Ring-core的磁环自激振荡半桥电路，还有一种半桥自激振荡的卤素灯等电路都仿真了一遍，让大家惊叹的是，仿真出来的波形和实际电路波形吻合的非常好，连一些细节也表现的很吻合。于是乎，一下子掀起了一股学习PSPICE的热潮，大家纷纷开始对自己的电路玩起了仿真。事实也证明，仿真可以大大加快电路的可行性验证，对设计方案的确认有很多帮助。直到现在，PSPICE依然是我手中的一大利器！
 
　　运用PSPICE仿真，对电子设计可以有效提供帮助。这很快就在我的项目中体现出来了。我接到了一个日本客户提出的PWM调光Ballast的项目。这个PWM是指调光的信号是PWM的。仅仅是调光Ballast的话，其实很容易。飞利浦有专用的调光Ballast控制IC。难就难在客户给出的接口指标上。客户的要求是他来提供PWM信号，这个信号频率的可能范围是100Hz～1KHz，幅值是5V～28V，要求占空比变化从5%～95%变化时，灯的亮度也是相应的变化。而且，这个PWM的驱动信号带载能力只有几个毫安。简单来说，就是我们要做一个接口来接收他的PWM信号，转换为我们的控制IC需要的信号。但是要求我们的接口电路是频率在100Hz~1KHz、幅值在5V~28V下都能工作，而且，这个转换的最终结果仅仅是占空比的函数。此外，PWM信号和我们的镇流器电路之间需要可靠隔离。感兴趣的朋友看到这里先不要看下去，自己想想看，如果是你遇到这样的问题，你会怎么解决呢？特别是对于电子镇流器，你懂的，成本要低。反正我们老大是没有好主意了，召集大家一起开会讨论下来，都没有很好的办法。老大甚至放出话来，说实在不行，用单片机来做。而这个项目最后安排给了我，真不知道是因为信任我，还是觉得项目完不成才给我的。我的思路是这样的，隔离可以用光耦来实现。现在的问题，就是如何从前级的PWM信号中仅仅提取出和占空比相关的信号，最大的困难在于输入信号的幅值变化太大，通过光耦传递过来的信号会受到输入信号幅值的影响。后来我脑子灵光一现，把光耦初级的部分的电路，做成一个电流源电路，随便你的输入信号幅值是多少，进入光耦初级的总是相同大小的电流脉冲。而光耦的工作点设计为饱和状态，把传输比的影响降低。这样在光耦次级的供电是恒压源供电的情况下，就可以把输入的PWM信号转换为恒定幅值的PWM信号了。然后经过一个时间常数很大的RC滤波，就可以得到一个用来控制灯功率的直流电平，把这个电平送入控制IC，就可以实行调光功能了。我把这个想法用PSPICE进行了仿真，结果是令人满意的。随后，我依据这个结果制作了样机，用客户提供的PWM信号发生器进行了联机实验，结果很好。为了验证设计，我特意把客户PWM发生器拆开了，对里面的电路进行改造，实现PWM信号的幅值可以从5V~28V变化，频率从100Hz～1KHz变化。结果当占空比恒定，不论怎么调节脉冲幅值或是驱动频率，灯功率都能基本保持稳定。就这样，利用PSPICE的帮助，很快就完成了领导觉得非常难的一个项目。而且，对成本的控制远远低于当初的估算。这个项目在做最后的评审的时候，亚太研发中心的总监胡逢康先生也来参加了，因为这个项目，他对我的印象很好。在胡总的要求下，这个接口电路去申请专利了，但是有没有拿到我就不清楚了，因为后来我离开飞利浦了。
 
　　在飞利浦的工作是轻松而惬意的，没有太大的压力，有很多时间可以学习、做实验。在飞利浦最大的收获就是学会了掌控元器件的降额使用标准。在飞利浦，人人都知道有一个称为feng's rule元件降额使用标准。这就是胡逢康先生建立的一个经过实践检验的设计标准。按照这个标准来设计，可以保证电子产品的可靠性，同时，也可以控制好成本。因为飞利浦照明做的是电子镇流器，属于大批量的产品，所以设计的论证，是有一套非常完整而严格的测试标准。如果说中达的经历让我学会了各种变换器的设计，那么飞利浦让我知道怎么保证可靠性。同时，因为飞利浦的产品一旦投产，量非常的大。所以，工程师在设计过程，如果需要样品，一旦提出来，供应商会非常愿意支持！IC的样品都是几条几条的送，真爽！
 
　　我们的总监胡逢康先生是一个有着特别的人格魅力的管理者。他的管理风格相当的宽松，只要把事做好，空闲时间允许大家学习别的东西。他非常的平易近人，身处高位却毫无架子。绝对不像公司里的那帮荷兰人，颇有几分北欧人的傲慢。而且，胡总还能够做到不拘一格提拔人才。我们那边有个中专毕业的年轻人，就是因为工作积极努力，表现出来的能力也不错，胡总就把他提升为工程师，给他继续往上的机会。公司举办运动会，胡总也是和大家打成一片，毫无架子。从他的身上，我可以感受到，真正的成功者，胸怀之中自有天地。飞利浦的企业文化中，有一条我切身感受到的就是“扬善”。我记得有一次，公司里搞了一个给失学儿童捐款的活动，公司建议的标准是普通工程师10元钱，部门经理100元。我当时在飞利浦做的挺开心，虽然只是一个工程师，但是还是按照部门经理的标准要求了自己。大概一个星期之后，我们的助理给我拿来了一个飞利浦的台灯，告诉我是上次捐款之后搞的抽奖活动我中的奖。其实根本没有搞什么抽奖活动，而是公司为了鼓励我这种高标准要求自己的人而给予的奖励。虽然事情不大，但是非常的温暖人心。在我提出辞职申请之后，胡总在百忙之中找我谈了好几次，希望我能留下来，别的公司给我什么待遇，他也愿意给我。我一度都动摇了。但是考虑下来，最终还是离开了飞利浦。不过，对于胡总热情而真诚的挽留，我直到现在还是感到非常的感激！
 
　　那么既然飞利浦的人文环境这么好，领导又是对我的印象很好的，为什么我在飞利浦只待了一年，就辞职了呢？这个问题也是每次去面试的时候，人事经理要问我的。我自己总结下来的原因还是有两条。一、温柔乡、英雄冢，不是句古话么，生于忧患，死于安乐。飞利浦的环境太舒适了，感觉适合养老。年轻人待久了会失去锋芒。如果等到我50岁以后，飞利浦还愿意要我的话，我倒是可以考虑再回去工作。但是现在我还是愿意在外面闯荡闯荡。二、飞利浦照明所做的产品相对简单了一些，对成本控制很严格，特别是一些中低端的电子镇流器，几乎已经到了多一个元件都嫌贵的地步。那么在这种情况下，工程师所能尝试的手段就非常有限了。也很难有机会去运用一些复杂的设计。从成长的角度来看，没有机会学习和应用复杂的技术，工程师是无法成长的。电子整流器的附加值不高，而附加值不高的东西，做起来其实没有太多的意思，比较枯燥单调。电路拓扑基本以半桥为主，变化不大，哪里比得上开关电源的万千变化？我还是愿意去做更复杂的开关电源的设计。说到这里，做镇流器的朋友不要拿砖头砸我啊！镇流器行业中，有高端产品，也有复杂的产品，但从整体角度而言，我真的是觉得比开关电源要略简单一些。