【电源硬件实习岗技术面试】技术题汇总+解析

博主是西安某双非大二生,面试电源中小厂硬件实习岗。全程技术面,问题覆盖拓扑原理、器件选型、电路设计、PCB布线四大方向,以下为完整技术复盘。

一、电源拓扑与电路设计

Q1 移动电源项目实现方案-手绘讲解核心拓扑电路

核心拓扑:双向Buck-Boost(四开关H桥)

关键设计

  • 充放电路径复用,通过PWM控制切换能量流向
  • 电感作为唯一储能元件,实现升降压功能
  • 同步整流降低损耗(MOSFET替代二极管)

Q2 四开关双向Buck-Boost工作模式-不同模式下各开关管工作状态

Buck

S1: PWM, S2: OFF, S3: ON, S4: OFF

Vin→S1→L→负载→GND (S3续流)

标准Buck

Boost

S1: ON, S2: PWM, S3: OFF, S4: OFF

Vin→L→S2→GND (储能) → Vin+L→负载→GND (释能)

标准Boost

Buck-Boost

S1/S4互补PWM, S2/S3互补PWM

储能期:Vin→S1→L→S4→GND;释能期:L→S2→负载→S3→GND

升降压混合

设计要点:避免直通(Dead Time),Buck/Boost模式需关闭冗余开关管以降低损耗。

Q3 Buck/Boost公式-伏秒平衡推导

Buck电路推导(CCM模式)

目标公式Vout​=D*Vin​

推导过程

  1. 导通阶段:VL​=Vin​−Vout​
  2. 关断阶段:VL​=−Vout​
  3. 伏秒平衡方程:(Vin​−Vout​)*Ton​=Vout​*Toff​
  4. 代入占空比:Vout​=D*Vin​

2.2 Boost电路推导(CCM模式)

目标公式Vout​=Vin​/1-D

推导过程

  1. 导通阶段:VL​=Vin​
  2. 关断阶段:VL​=Vin​−Vout​
  3. 伏秒平衡方程:Vin​*Ton​=(Vout​−Vin​)*Toff​
  4. 代入占空比Vout​=Vin​​/1-D

Q4 反激电路拓扑-讲解各部分电路作用

反激原理

  • 变压器原边储能,副边释能(能量传递不连续)
  • 占空比公式:Vout = (Ns/Np) * (D/(1-D)) * Vin

总体拓扑图如下:

  1. 整流滤波部分:

  • 从这里开始220V的交流电,进入四个二极管组成的全桥整流电路,交流电的下半部分就被翻转了上来。输入电容的作用主要是滤波,他的存在会把整流之后的馒头波变成一个比较平直的电压。

2.RCD电路部分:

  • 主要作用是用来吸收MOS管上的电压尖峰,防止MOS被烧坏。

    3.变压器部分:

    4.输出二极管部分:

  • 作用是在源边的MOS管打开时,截止住感应出的反向电压。需要高耐压,高耐流。上面配置电阻电容吸收尖峰。

二、器件选型与参数分析

Q5 MOS管选型关键参数/Datasheet曲线关注优先级

Vds(max)

耐压余量 (>1.2倍工作电压)

Rds(on)

导通损耗核心指标

Cgs(栅极寄生)

驱动难度与开关损耗关键

SOA(安全工作区)

过载保护设计依据

手册曲线优先级SOA曲线 > 热阻曲线 > 跨导曲线(军工电源重点关注可靠性)。

Q6:自举电容作用

作用解决高端PMOS管 栅极电压不足 问题(当源极电压抬升时,需自举电容提供额外压差驱动)

三、模拟电路与信号处理

Q7 反相比例运算电路-手绘原理图和计算公式

增益: Av=-R2/R1

Q8 比较器的运用-运放搭建与集成比较器的区别

运放构成比较器:内部晶体管推挽输出,无需上拉电阻。

集成比较器:内部晶体管开漏输出,需上拉电阻。

四、PCB设计规范

Q9 高速信号与电源布线

高速信号线:

  • 阻抗匹配
  • 差分等长走线
  • 避免直角走线
  • 参考层完整

------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ----

电源走线:

  • 短回路原则(EMI,线损)
  • 减小环路面积(L·di/dt噪声)
  • 铺铜走线处理

五、电流检测方案

Q10:项目中如何实现电流检测?

方案框架

                       INA226
采样电阻 ───┬─── 检测端  ──┬── I2C ── MCU
           │            │
          负载         电源

Q11:无芯片检测方案

直流

霍尔传感器

温度漂移±0.5%/℃

交流

电流互感器

低频截止(<50Hz失效)

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

END

面试总体来说压力不大,面试官也比较和蔼,时间虽然不长,但技术含量不低,很多问题不是背书、讲个定义就能糊弄过去的。说实话,面试时能答上是一回事,回头真能把底层搞懂才是最有价值的部分。希望这篇分享能帮到正在准备面试的你——就算是临阵磨枪,也不妨碍把刀磨利点。

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