全网最全硬件校招八股文(11)-电源(非常重要!!)

写在前面

通过对300份真实面经的分析以及本人秋招实习面试中遇到的问题,我总结了硬件岗位面试中最高频的面试题目。这些问题涵盖了模拟电路、数字电路、电源、信号完整性、嵌入式硬件、PCB设计、电机、常用仪器等核心领域,并附上详细的解答思路,帮助你高效复习。目前已更新248道高频面试题,持续更新中。

适用岗位包括单板硬件研发、嵌入式硬件、PCB Layout、电源设计、射频工程师、硬件测试和FAE(现场应用工程师)。

无论你是大三、大四的本科生还是研一、研二的研究生,都可以从中获得全面的面试备战策略。

目录

1、什么是直流电源?直流电源由哪些部分组成?整流器的作用,桥式整流器的工作原理?

2、滤波的作用主要是什么?

3、稳压的作用主要是什么?

4、请简述电源抑制比的相关知识点

5、请写出开关稳压电源的主要特点和优缺点?

6、BUCK的损耗体现在哪些方面,如何优化

7、DCDC与 LDO 区别

8、DC-DC 的 PCB 设计布局布线注意事项

9、电源纹波的常见抑制方法

10、BUCK电源有哪些工作模式

11、减小 BUCK 电路的输出电压纹波可以通过以下几种方法:

12、电源芯片选型主要考虑什么因素

13、什么是电源纹波?

14、纹波如何测量 (没有动手测过的同学可以去b站搜一搜视频)

15、关于电源纹波噪声测试,怎么样减少误差

16、buck电路中怎么选择续流二极管

17、一般在消费电子产品中,电源部分使用的是DCDC还是LDO?

18、开关电源的纹波噪声为什么比较大

19、纹波和噪声的区别,量测时的区别

20、伏秒平衡原理是什么?

21、PWM、PFM和PSM调制的特点

1、什么是直流电源?直流电源由哪些部分组成?整流器的作用,桥式整流器的工作原理?

直流电源是将交流电变换为稳定的直流电的电路。直流电源由整流、滤波和稳压三部分组成。整流的主要作用是将交变电压变换为脉动的直流电压。整流器的作用就是把交流电变成直流电。桥式整流器利用二极管的单向导通性进行整流。

2、滤波的作用主要是什么?

滤波的作用主要是去掉脉动电压中的交流成分,使之成为平滑的直流电压。

3、稳压的作用主要是什么?

稳压的作用主要是维持输出电压的稳定。

4、请简述电源抑制比的相关知识点

答:电源抑制比(PSRR)是一个描述电子设备(特别是电子放大器或稳压器)对电源噪声抑制能力的参数。即:它是输入电源变化量与转换器输出变化量的比值,通常以分贝(dB)为单位表示。电源抑制比的值越大,说明设备对电源噪声的抑制能力越强。

高质量的 D/A 转换器要求开关电路及运算放大器所用的电源电压发生变化时,对输出的电压影响极小。通常,满量程电压变化的百分数与电源电压变化的百分数之比被称为电源抑制比。电源抑制比可分为交流电源抑制比(ACPSR)直流电源抑制比(DCPSR)。

交流电源抑制比(ACPSR)是在标称电源电压(eg:5V)的情况下,读取一个测量值,然后在电源电压上叠加一个频率为 100Hz、有效值为 200mV 的信号,在相同的输入信号电平下,读取第二个测量值,按测量误差公式计算得到的百分比误差。而 DCPSR 则用来衡量运算放大器抑制这种偏差的程度,一般定义为从输入到输出的增益除以从电源到输出的增益。

5、请写出开关稳压电源的主要特点和优缺点?

1、主要特点

  • 高效率:相比传统的线性稳压电源,开关稳压电源通过开关元件(eg:MOSFET、IGBT等)的高速通断控制,实现了能量的高效转换,其转换效率可达到 80%以上,部分高端设计甚至能超过 95%,大大降低了能量损耗。
  • 宽输入电压范围:开关稳压电源能够适应较宽的输入电压范围,对于电网电压波动较大的地区或需要兼容多种输入电压的应用场景尤为重要。
  • 稳压精度高:采用闭环反馈控制技术,开关稳压电源能够精确控制输出电压或电流,使其稳定在预设值上,满足高精度电子设备的供电需求。
  • 体积小、重量轻:高效率的转换机制,开关稳压电源在相同输出功率下,所需的散热元件和变压器等体积大大减小。
  • 动态响应快:能快速响应负载的瞬态变化,调整输出电压或电流,保证系统稳定运行。

2、优点

  • 节能降耗:高效率的转换效率意味着更少的能量损失
  • 可靠性高:先进的保护电路设计,eg:过流保护、过压保护、过热保护等,有效保障了电源的安全稳定运行,提高了系统的可靠性。
  • 智能化程度高:现代开关稳压电源往往集成多种智能控制功能,如远程监控、故障诊断、自动调节等,便于用户管理和维护。
  • 适用范围广:可广泛应用于通信、计算机、工业控制、医疗仪器、家用电器等多个领域,满足不同设备的供电需求。

3、缺点

  • 电磁干扰问题:由于开关元件的高速通断,会产生较高的电磁干扰(EMI),需要采取专门的滤波和屏蔽措施,以确保电磁兼容性。
  • 噪声问题:开关动作产生的噪声(包括开关噪声和纹波噪声)可能对敏感的电子设备造成干扰,需要合理设计滤波电路来抑制噪声。
  • 成本相对较高:虽然在效率和体积上有显著优势,但其复杂的控制电路和高性能的开关元件也导致了其制造成本相对较高。
  • 对元件要求高:为了实现高效率和高精度,开关稳压电源对开关元件、滤波电容、电感等关键元件的品质和参数要求较高,增加了选材和设计的难度。

6、BUCK 的损耗体现在哪些方面,如何优化

答:BUCK 电路的损耗主要体现在以下几个方面:

①导通损耗:在 MOS 管导通时,会有一定的电压降,从而产生导通损耗。

②开关损耗:在 MOS 管切换时,由于开关时间不为零,会产生一定的开关损耗。

③换能器损耗:BUCK 电路中的电感和输出电容会产生换能器损耗。

④控制电路损耗:BUCK 电路中的控制电路也会产生一定的损耗。

这些损耗会导致电路效率降低,同时也会产生热量,需要通过散热等手段进行处理。为了提高 BUCK 电路的效率,可以采取以下措施:

①选择低导通电阻和低开关时间的 MOS 管,减小导通损耗和开关损耗。

②合理选择电感和输出电容,尽量减小换能器损耗。

③优化控制电路,降低控制电路损耗。通过优化 PCB 布局和散热设计等手段,提高电路的散热效果,减小温升,从而提高效率。

7、DCDC 与 LDO 区别

LDO:

外围器件少,电路简单,成本低,负载响应快,输出纹波小;效率低,输入输出压差不能太大;只能降压;噪声小,最低的静态电流;分为可调和固定型;目前最大的LDO为5A。

DC-DC:

外围器件多,电路复杂,成本高;负载响应慢,输出纹波大;效率高,输入电压范围宽泛;支持降压和升压;输出电流高,功率大;开关噪声大。一般都是可调型,通过FB反馈电阻调节。

8、DC-DC 的 PCB 设计布局布线注意事项

答:(1)关注芯片工作的大电流路径

在 DC-DC 芯片布板时,要尽可能减小开关大电流环路面积,以减少对外辐射能量,降低 EMI 问题。对于 BUCK 拓扑结构,应优先考虑输入部分回路布线最优化,因为输入回路中电流是跳变的,会引起较大的 di/dt,导致 EMI 问题的可能性更高。对于 BOOST 拓扑结构,应优先考虑输出回路布线最优化。

(2)输出电容的配置

在降压转换器中,由于向输出串联接入电感器,所以输出电流平滑,输出电容应靠近电感放置。

(3)反馈路径的布线

反馈线应避免走在大电流环路下面,避免被大电流环路包围,以提高环路的稳定性。反馈线应尽可能细,以减小天线效应。同时,取样

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本人bg西电硕,本硕均为电子信息专业。25届秋招主投硬件岗,最终拿下海康,汇川,艾诺,TCL,华为,CVTE,中兴,小米等offer。通过对300份真实面经的分析以及本人秋招实习面试中遇到的问题,我总结了硬件岗位面试中最高频的面试题。这些问题涵盖了模电、数电、硬件测试、PCB设计、电源岗等核心领域,并附上详细的解答思路。其次,我还详细介绍了电源岗、硬测岗、单板硬件岗位的职责、必备技能以及学习路线。

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