万字长文详解Deepseek的OBCPFC电路设计
丑阿牛杂谈 2025-03-05

秉承着任何行业和产品都能用AI做一遍的理念。在前两次尝试使用Deepseek设计过CLL变压器和LDO电路后,就萌生了能否使用它来设计和计算OBC PFC电路的念头。

之前尝试用Deepseek设计CLLC变压器和LDO电路时候得到的结果还是比较粗糙的,甚至可以说很粗糙。究其原因是我的问题就很粗糙,也不太专业,也是抱着玩一玩试一试的心态在尝试。

第一次的尝试:结果并不理想

再次用Deepseek设计PFC电路时候,编写比较详细的提示词。提示词如下:

你作为一名有20年以上电力电力电源开发的资深工程师和车载OBC开发工程师,请仔细阅读并理解以下每一条要求。并根据这些要求设计一个完整的车载OBC的无桥PFC电源模块:

1、输入电压85VAV-265VAC,输出电压380VDC-420VDC,开关频率60-100kHZ

2、输出纹波电压±20V

3、输出最大功率6.6kW

4、效率≥98%

4、输入端能通过差模4000KV和共模双4000KV的浪涌测试

5、PFC模块必须包括AC滤波电容、滤波电感、压敏电阻、气体放电管、共模电感、PFC电感、PFC功率器件、PFC母线电解电容等

6、功率器件不能使用使用氮化镓和碳化硅

7、(1)【AC滤波电容、滤波电感、压敏电阻、气体放电管、共模电感、PFC电感、PFC功率器件、PFC母线电解电容】  所有这些元器件的的设计必须要有详细的计算公式和详细的计算过程展示;(2)计算过程要包括这些电路和元器件完整的参数;(3)每个元器件计算中需要包括哪些参数请参考第8点的内容;(4)计算结果按照教科书式排版呈现,让我可以直接在mathCAD软件中按照你给的结果进行编辑,每条语句要有详细的备注;(5)所用的每一个公式里的每一个参数都要进行说明

8、各个元器件在计算中必须要体现的参数如下:

(1)、输入滤波电容参数包括(但不限于):额定耐压、脉冲耐压、差模滤波容值(X电容)、共模滤波容值(Y电容)、容差、输入纹波电流、温升、寿命预估计算、谐振频率、等效串联电阻等

(2)、滤波电感参数包括(但不限于):共模感量、额定电流、、饱和电流、温升电流、铜损、铁损、温升、磁通密度、磁芯类型、绕组方式、漏感、利兹线线径和圈数、骨架类型等

(3)、压敏电阻参数包括(但不限于):最低压敏电压、最高压敏电压、通流容量(浪涌电流)、单次浪涌能量(单位:J)、寿命估算等

(4)、气体放电管参数包括(但不限于):直流击穿电压、浪涌电流峰值、单次浪涌能量等

(5)、共模电感参数包括(但不限于):电感量、额定电流、直流电阻(DCR)、磁芯、利兹线匝数和线径、绕制方式等

(6)、PFC电感参数包括(但不限于):电感量、平均电流、峰值电流、损耗、磁芯、利兹线匝数和线径、绕制方式等

(7)、PFC功率器件参数包括(但不限于):电压峰值、平均电流、峰值电流、导通损耗、开关损耗、导通电阻、结温等

(8)、PFC母线电容参数包括(但不限于):电容容量、额定电压、纹波电流、纹波电压、等效串联电阻、损耗等

9、输出电路完整的BOM清单(务必按照excel格式输出):

(1)BOM清单需要包括序号、元器件位号、元器件名称、元器件规格、元器件厂家等;

(2)每种元器件必须提供5个对应的替代物料,替代物料请提供规格和厂家,替代料放在最后一列;

(3)所有替代料要放在一列中,不要分多列呈现(增加可读性)

10、元器件的选择符合车规要求。必须要说明选择的理由是什么(为什么要选择这个厂家的这颗料?)。可以是性能、成本、供货安全、质量等维度,但不限于这些维度,你还可以有其他的推荐理由。


按照我个人的理解,这个提示词应该是算很详细了,就首先用腾讯元宝中的Deepseek R1(开启了联网搜索的)进行了设计工作。整个的提问及Deepseek的思考过程如下:

这里我故意做了一个限制:功率器件不能使用使用氮化镓和碳化硅

以下是Deepseek第一次是思考内容,从它思考的过程来看,它并没有完全理解我提示词的所有内容,也没有做逐一的拆解和分析,只做了部分的拆解和思考。思考过程是比较表面和宽泛的。也并没有发现我提示中明显的错误(差模4000KV和共模双4000KV的浪涌要求)

以下是它第一次的回答,如同刚刚说的,虽然它回答的维度是到了,它的思考是比较简单,自然而然也就导致了它的回答也不可能很详细和专业。

以上回答显然没有全部解答我的问题,我接着又问题了第二个问题,主要是希望能将计算过程做的更详细一些。但提示词也写的比较模糊,结果虽然部分计算过程是详细了,但是产生了一些幻觉。公式都没有全部回答完就结束了。具体如下

接着我又重新提醒了一下它,要求稍微具体了一些,它的回答虽然还是不够完美,但是质量提升了很多,公式更加的规范。具体如下

我觉得它没有计算完整,又提示了它一下,让它再看看有没有参数未计算完的,它思考后发现电感漏掉了磁芯型号、铜损等、滤波电容漏掉了额定耐压、容差等、压敏电阻、气体放电管等都有计算不完整的。因此,它重新生产的内容有所改善。整个过程如下:

这次它还是回答的不够详细和全面,所以我又强调了一下仔细阅读我所提的所有的9点要求,并重新输出结果,并且每条要求都要回答,不能有遗漏的。从结果来看,还是不够详细,计算的过程是有 ,但是并没有按照我的要求对公式中的每个阐述进行解释,有些计算公式的格式也不对了,BOM的输出也不完整。实际上它是有点懵了。提问及回答过程如下:

从整个的过程来看,Deepseek表现并没有达到我的预期。

我以为是腾讯元宝中的模型的问题才导致了结果不理想的情况,所以我又在知乎直答中使用最初的提示词,得到的结果也是不够理想,继续最稳依然跟腾讯元宝中Deepseek的表现差不多。

我期望是一次性把问题提清楚,Deepseek根据我的要求逐一分析拆解,并逐一回答我的问题。事实证明,这样的逻辑在Deepseek这里行不通。

第二次的尝试:满足预期

因此,调整一下提问思路:

1、先定义它的角色,同时让它先理解我对它角色的定义,并让它自己回复我它已经理解我对它的角色设定。

2、再将第一次我的一堆问题进行拆解。原则就是一个提问就解决一个问题,不让它一次性解决多个问题。抱着这样的想法,将之前一大段的提示词进行了拆分,具体如下:

特别说明:这次的提问在不联网的情况下进行。

问题一:你作为一名有具有20年以上电力电力电源开发的资深工程师和车载OBC开发工程师,现在需要你结合你的从业经验,逐一回答我提出的有关OBC中PFC模块设计的问题,帮我完成一个6.6kW无桥 PFC模块的设计和计算等工作。 如果你理解了我的问题,请回答:是。如果需要我重复我的问题,请回答:重复你的问题。  如果你准备好了,请回答:已准备好。  注意:请不要走神。

问题二:请认真阅读并理解我提供的以下信息,将你的理解呈现出来。如果理解好了,请回答:我已准备好回答你接下来的所有问题。

OBC PFC模块相关的技术要求:

1)、输入电压85VAV-265VAC,输出电压380VDC-420VDC,开关频率60-100kHZ

2)、输出纹波电压±20V

3)、输出最大功率6.6kW

4)、效率≥98%

5)、输入端能通过差模4KV和共模双4KV的浪涌测试

6)、PFC模块必须包括AC滤波电容、滤波电感、压敏电阻、气体放电管、共模电感、PFC电感、PFC功率器件、PFC母线电解电容等

7)、功率器件不能使用使用氮化镓和碳化硅


问题三:请根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计AC输入共模滤波电感。共模电感参数包括(但不限于):共模感量、额定电流、、饱和电流、温升电流、直流电阻(DCR)、铜损、铁损、温升、磁通密度、磁芯类型、绕组方式、漏感、利兹线线径和圈数、骨架类型等 。提供详细的输入滤波电感的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用电感型号(需要包括型号、国内和国外厂家、可以定制的国内厂家等信息)。

问题四:请根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计AC输入的X电容和Y电容。电容的相关参数包括(但不限于):额定耐压、脉冲耐压、容值、容差、输入纹波电流、温升、寿命预估计算、谐振频率、等效串联电阻等  。提供详细的输入滤波电容的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用X和Y电容型号(需要包括型号、厂家等信息)。

问题五:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计压敏电阻。压敏电阻参数包括(但不限于):最低压敏电压、最高压敏电压、通流容量(浪涌电流)、单次浪涌能量(单位:J)、寿命估算、漏电流等。提供详细的压敏电阻的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用压敏电阻型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

问题六:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计气体放电管。气体放电管参数包括(但不限于):直流击穿电压、浪涌电流峰值、单次浪涌能量等。提供详细的气体放电管的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用气体放电管型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

问题七:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计PFC电感。PFC电感参数包括(但不限于):电感量、平均电流、峰值电流、损耗、磁芯、利兹线匝数和线径、绕制方式等。提供详细的PFC电感的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用PFC电感型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息、可以定制的国内厂家)。

问题八:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计PFC功率器件(包括慢管和快管)。PFC功率器件参数包括(但不限于):电压峰值、平均电流、峰值电流、导通损耗、开关损耗、导通电阻、结温等。提供详细的PFC功率器件的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用PFC功率器件型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

问题九:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计PFC母线电容)。PFC母线电容参数包括(但不限于):电容容量、额定电压、纹波电流、纹波电压、等效串联电阻、损耗等。提供详细的PFC母线电容的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用PFC母线电容型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

问题十:请将以上计算AC输入X电容和Y电容、AC输入共模滤波电感、压敏电阻、气体放电管、PFC电感、PFC功率器件(包括慢管和快管)、PFC母线电容的所有公式汇总在一起。因为我是小白,需要保留每一个公式中的每一个符号详细说明和详细的计算过程,以便于我的理解

问题十一:将以上所有的BOM汇总在一起,以excel格式呈现。需要包括序号、元器件位号、元器件名称、元器件规格、元器件厂家等信息

以下是第二提问的整个过程,这次Deepseek视乎更能听懂我的话,更能理解我的意思了,它完全无怨无悔的像个知识的图书馆再源源不断的提供我想学习的知识。

先对它进行角色的设定,提了第一个问题:

你作为一名有具有20年以上电力电力电源开发的资深工程师和车载OBC开发工程师,现在需要你结合你的从业经验,逐一回答我提出的有关OBC中PFC模块设计的问题,帮我完成一个6.6kW无桥 PFC模块的设计和计算等工作。 如果你理解了我的问题,请回答:是。如果需要我重复我的问题,请回答:重复你的问题。  如果你准备好了,请回答:已准备好。  注意:请不要走神。

它的内心独白是很有意思的,马上就想着要调取相关的知识比如PFC的拓扑、效率、EMI功率因数校正、开关评率、电感设计等,还强调自己要专注,不要走神、回答的结果不能太专业,避免看不懂等。

最后按照我的问题,回复:已准备好

接下来给出第二个问题:

请认真阅读并理解我提供的以下信息,将你的理解呈现出来。如果理解好了,请回答:我已准备好回答你接下来的所有问题。

OBC PFC模块相关的技术要求:

1)、输入电压85VAV-265VAC,输出电压380VDC-420VDC,开关频率60-100kHZ

2)、输出纹波电压±20V

3)、输出最大功率6.6kW

4)、效率≥98%

5)、输入端能通过差模4KV和共模双4KV的浪涌测试

6)、PFC模块必须包括AC滤波电容、滤波电感、压敏电阻、气体放电管、共模电感、PFC电感、PFC功率器件、PFC母线电解电容等

7)、功率器件不能使用使用氮化镓和碳化硅

Deepseek说它已经准备好回答我的问题,因此接下来将是具体的计算问题。

第三个问题请根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计AC输入共模滤波电感。共模电感参数包括(但不限于):共模感量、额定电流、、饱和电流、温升电流、直流电阻(DCR)、铜损、铁损、温升、磁通密度、磁芯类型、绕组方式、漏感、利兹线线径和圈数、骨架类型等 。提供详细的输入滤波电感的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用电感型号(需要包括型号、国内和国外厂家、可以定制的国内厂家等信息)。

其实从回答的结果来看,还是不错,但是我希望它能给细化一下。因此强调了我是小白,希望能再细化一下。细化后结果详细了很多,还做了一些基础知识的解释,推出了小白友好版本。

我觉得它这次表现很好,就给它提供了一点情绪价值,希望它能继续保持。它也做了自己的总结。

接下里继续第四个问题:请根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计AC输入的X电容和Y电容。电容的相关参数包括(但不限于):额定耐压、脉冲耐压、容值、容差、输入纹波电流、温升、寿命预估计算、谐振频率、等效串联电阻等 。提供详细的输入滤波电容的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用X和Y电容型号(需要包括型号、厂家等信息)。

我还是希望它能再细化一点,所以又补充提问了一下。整个的计算过程更加详细了一些。具体如下:

接着我追问了一次关于谐振的问题,它给出了比较形象化的回答。具体如下:

继续第五个问题:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计压敏电阻。压敏电阻参数包括(但不限于):最低压敏电压、最高压敏电压、通流容量(浪涌电流)、单次浪涌能量(单位:J)、寿命估算、漏电流等。提供详细的压敏电阻的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用压敏电阻型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

具体回答如下:

继续第六个问题:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计气体放电管。气体放电管参数包括(但不限于):直流击穿电压、浪涌电流峰值、单次浪涌能量等。提供详细的气体放电管的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用气体放电管型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

结果如下:

继续问题七:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计PFC电感。PFC电感参数包括(但不限于):电感量、平均电流、峰值电流、损耗、磁芯、利兹线匝数和线径、绕制方式等。提供详细的PFC电感的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用PFC电感型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息、可以定制的国内厂家)。

结果如下:

我希望它对电感的绕制再展开说说,就再追问了一下:

这个回答是超出了我的预期的。没想到它会给出绕制机器和小白常见错误。

继续问题八:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计PFC功率器件(包括慢管和快管)。PFC功率器件参数包括(但不限于):电压峰值、平均电流、峰值电流、导通损耗、开关损耗、导通电阻、结温等。提供详细的PFC功率器件的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用PFC功率器件型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

结果如下:

如果你觉得哪里说的不够详细,是可以再继续提问的。我也继续追问了两个问题。

继续问题九:根据你刚刚理解的我给的输入条件,设计PFC母线电容)。PFC母线电容参数包括(但不限于):电容容量、额定电压、纹波电流、纹波电压、等效串联电阻、损耗等。提供详细的PFC母线电容的计算过程,计算结果按照教科书式排版呈现。因为我是行业小白,请对每一个公式中的每一个符号详细说明是什么意思,以便于我的理解和学习。计算完成后再分别推荐至少5款满足你计算要求和车规要求的可用PFC母线电容型号(需要包括型号、国内和国外厂家等信息)。

结果如下:

当你觉得有问题的时候要及时纠正它,它会重新思考(反思能力还是很强的),并给出新的结果。

继续问题十:请将以上计算AC输入X电容和Y电容、AC输入共模滤波电感、压敏电阻、气体放电管、PFC电感、PFC功率器件(包括慢管和快管)、PFC母线电容的所有公式汇总在一起。因为我是小白,需要保留每一个公式中的每一个符号详细说明和详细的计算过程,以便于我的理解

我觉得不够详细,又让它完整回顾所有回答,再汇总所有公式。虽然还是不够完整,但是已经很不错了:

问题十一将以上所有的BOM汇总在一起,以excel格式呈现。需要包括序号、元器件位号、元器件名称、元器件规格、元器件厂家等信息

结果如下:

还是觉得BOM不够完整,又跟了一个问题。好了很多,但是还是有些小缺陷,比如序号就不完整、元器件厂家等。


总的来说Deepseek还是比较强大了,只要你的问题足够专业,它的回答也会越来越专业。就像有句话说的:一具体就深刻。 这一样适用于对AI的提问。

再有就是需要带着感情与它沟通,时不时的给它一点情绪价值,它就会无怨无悔的为我们卖力干活的。

但是要提醒的是:目前AI并不完善,对其输出的结果还是要仔细甄别。结果可以参考,但不能全信,可以用来做思维发散,但不能完全依靠。

Deepseek作为我们提高效率的功率还是不错的。


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