從系統(tǒng)視角剖析電源工程師的思維與項目實踐

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各位同學(xué)，電源行業(yè)從業(yè)有一段時間。 在電源項目開展過程中，我們會跟甲方、同行、供應(yīng)商、代工廠、測試者、認證機構(gòu)、市場等打交道。 每當(dāng)初次聊天，很多人會問電源工程師下列問題：

（1） 是高壓電源，還是低壓電電源

（2） 是射頻電源，還是高頻電源，低頻電源

（3） 是直流，還是交流

（4） 是大功率，還是小功率

（5） 是電流型，還是電壓型

（6） 哪個行業(yè)領(lǐng)域，動力行業(yè)、逆變器、等等

（7） 普通電源，特種電源

（8） 等等

由此可見，電源（現(xiàn)在主要為開關(guān)電源）雖然作為電力電子的一個分支，但是外延擴展很廣。正是由于維度廣，所以電源工程師往往專精某一領(lǐng)域或某個電源架構(gòu)。

電源工程師自己怎么看待電源呢？我們正式開始談?wù)勥@次的主題：怎么從系統(tǒng)角度看待電源行業(yè)發(fā)展。這里，我們首先認識一下產(chǎn)品生命周期的概念。

產(chǎn)品生命周期的定義可以參考 ISO/IEC 152888:2015,，國際IEEE組織將系統(tǒng)生命周期分為四個過程：

1) agreement progress

這個過程的參與者為生產(chǎn)者和系統(tǒng)用戶。其中一個參與者（發(fā)單者/提要求的）給另一個參與者（收單者/供應(yīng)者）產(chǎn)品和服務(wù)分派任務(wù)。雙方通過達成協(xié)議互相約束。

（2) organizational project-enabling progress

這個過程提供資源以用于滿足需求預(yù)期。這個過程的參與者一般為市場商業(yè)部門。

（3) technical management progress

項目管理過程用于制定和發(fā)展項目計劃，根據(jù)計劃評估實際成果和進度，并通過實現(xiàn)控制項目的執(zhí)行。 這個過程的參與一般為項目經(jīng)理。

（4) technical progress

技術(shù)過程用于定義對系統(tǒng)的需求，并將該需求轉(zhuǎn)化為有效的產(chǎn)品，在必要時允許產(chǎn)品的一致復(fù)制，利用產(chǎn)品提供所需的服務(wù)，維持這些服務(wù)的提供，以及當(dāng)產(chǎn)品退出服務(wù)時，處理那個產(chǎn)品。

電源工程師一般參與技術(shù)過程。也是我們本次重點談?wù)摰膬?nèi)容。

(1) 需求定義過程

這個過程定義了一個系統(tǒng)的需求，該系統(tǒng)可以在一個定義的環(huán)境中為用戶和其他涉眾提供服務(wù)。這是通過開發(fā)一個模型來實現(xiàn)的，該模型通常是文本的，集中于系統(tǒng)目的和行為，并在操作環(huán)境和條件的上下文中進行描述。需求確定了整個系統(tǒng)生命周期中與系統(tǒng)相關(guān)的各方，并表達了他們的需求、愿望、期望以及他們和操作環(huán)境施加的約束。

(2) 需求分析過程

這個過程將對所需系統(tǒng)服務(wù)的需求驅(qū)動視圖轉(zhuǎn)換為能夠提供這些服務(wù)的所需系統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)視圖。由此產(chǎn)生的系統(tǒng)需求從開發(fā)人員的角度指定了系統(tǒng)需要做什么以滿足干系人的需求。目標(biāo)是構(gòu)建未來系統(tǒng)產(chǎn)品的表示，以滿足干系人的需求，并且盡可能避免實現(xiàn)問題。系統(tǒng)需求是驗證所提供系統(tǒng)是否符合設(shè)計師預(yù)期解決方案的測試的基礎(chǔ)。

(3) 架構(gòu)設(shè)計過程

這個過程綜合了滿足系統(tǒng)需求的解決方案。架構(gòu)設(shè)計涉及在與系統(tǒng)的技術(shù)和商業(yè)需求及風(fēng)險一致的分辨率級別上識別和探索一個或多個實現(xiàn)策略。從這一點出發(fā)，設(shè)計解決方案是根據(jù)一整套技術(shù)上和商業(yè)上可行的組件的要求來定義的，系統(tǒng)是從這些組件來配置的。架構(gòu)設(shè)計也是規(guī)劃和設(shè)計裝配和測試策略的基礎(chǔ)，該策略將在集成步驟中檢測和診斷故障。

(4) 實施流程

此流程實施收單機構(gòu)系統(tǒng)中所需的組件。這可以通過設(shè)計、制造和測試一個新組件、根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計制造和測試一個新組件、或者調(diào)整和測試一個現(xiàn)有組件來實現(xiàn)。實施過程通過根據(jù)選定的實施技術(shù)執(zhí)行詳細設(shè)計，繼續(xù)在系統(tǒng)/子系統(tǒng)級別進行設(shè)計。根據(jù)所選擇的實現(xiàn)技術(shù)來制造和/或組裝組件。根據(jù)系統(tǒng)要求和可能的采購協(xié)議中規(guī)定的部件特性得出的標(biāo)準，對制造或改裝部件進行測試。

(5) 集成過程

將已驗證的組件組裝起來，以創(chuàng)建系統(tǒng)需求中指定的系統(tǒng)產(chǎn)品。

(6) 驗證過程

通過對系統(tǒng)產(chǎn)品的評估，驗證表明其行為和特性符合其規(guī)定的設(shè)計要求。驗證提供所需的信息，以便采取補救措施，糾正已實現(xiàn)系統(tǒng)或?qū)ζ淦鹱饔玫倪^程中的故障。

(7) 過渡過程

過渡過程根據(jù)商定的時間表在其操作位置安裝驗證系統(tǒng)，以及協(xié)議中定義的使用階段啟用系統(tǒng)（例如，操作系統(tǒng)、支持系統(tǒng)、操作員培訓(xùn)系統(tǒng)、用戶培訓(xùn)系統(tǒng)），以建立提供涉眾所需的系統(tǒng)服務(wù)的能力。

(8) 驗證過程

進行驗證過程的目的是提供客觀證據(jù)，證明系統(tǒng)在使用時提供的服務(wù)符合利益相關(guān)者的需求，并在獲取系統(tǒng)的協(xié)議中包含的需求文件中進行了定義。如果發(fā)現(xiàn)差異，則記錄這些差異并指導(dǎo)糾正措施。由于驗證是對需求的比較評估，它還可以確認利益相關(guān)者，特別是用戶的需求得到了正確的識別和請求；再次，差異導(dǎo)致了糾正措施。

(9) 操作和維護過程

操作和維護過程使操作和維護活動的人員配置和培訓(xùn)、操作系統(tǒng)、維護系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)和操作員系統(tǒng)性能、記錄問題以供分析。

(10) 處置流程處置流程

用于停用系統(tǒng)并將其從運行服務(wù)中移除，將其交付到最終狀態(tài)，并將環(huán)境恢復(fù)到其原始狀態(tài)。

到此為止，我們基本建立了系統(tǒng)的生命周期的概念。

我們此次項目將在這個背景下開始下面的內(nèi)容。這里我們按照產(chǎn)品周期概念來開發(fā)一款基于電池雙向DC-DC變換器。我們的項目該怎么開展。結(jié)合生命周期概念，我們將這款產(chǎn)品設(shè)計分為下列階段：

（1）按照前期調(diào)研

（2）需求整理

（3）拓撲選擇與仿真

（4）方案設(shè)計

（5）元件選型

（6）原理圖

（7）印制板電路

（8）焊接與組裝

（9）調(diào)試與測試

（10）項目總結(jié)

思考題：大家項目剛剛拿到手，首先第一步是做什么？怎么保證每一步走得穩(wěn)？項目開發(fā)過程中有沒有回過頭？歡迎留言評論。

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