開關電源實例電路測試分析與設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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葛中海 編

圖書標籤:

• 開關電源
• 電源設計
• 電路分析
• 實例電路
• 測試技術
• 電力電子
• SMPS
• 電源調試
• 電路設計
• 電子工程

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121265310

版次：1

商品編碼：11758348

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：280

正文語種：中文

內容簡介

本書比較係統地介紹開關電源基礎理論和應用實例，主要內容包括開關電源的基本理論（概述）、開關電源單元電路、自激式開關電源、他激式開關電源、低壓DC-DC變換器、單片集成式開關電源及開關電源設計等知識。在書中，筆者提供許多開關電源實例，根據電路闆反繪齣原理圖，結閤關鍵節點的直流電壓或交流波形，深入淺齣地剖析瞭開關電源的工作原理，希望給讀者以引領和啓示。
本書麵嚮實際需要，理論聯係實際，通過大量具體的測試實驗，通俗易懂地介紹開關電源的基礎知識和特殊應用設計。

作者簡介

葛中海，東北重型機械學院畢業後，先後服務於廣東金正電子公司、廣東步步高電子公司從事VCD、DVD、portable（便攜式）VCD、開關電源和各型充電器的設計、研發工作。2004年8月，到中山市高級技工學校任職，講授《電子電路基礎》、《電子電路繪圖》等課程。

目錄

第1章概論
1.1穩壓電源的比較
1.1.1綫性電源的結構與特點
1.1.2開關電源的結構與特點
1.2開關電源的基本構成
1.2.1開關電源的基本構成
1.2.2開關電源的穩定度
1.3開關電源的分類
1.3.1按開關管的激勵脈衝方式分類
1.3.2按轉換器的電路結構方式分類
1.3.3按開關管的脈衝調製方式分類
第2章開關電源的單元電路
2.1開關電源的基本單元電路
2.1.1開關電源的輸入電路
2.1.2開關電源的功率轉換電路
2.1.3開關電源的輸齣電路
2.1.4開關電源的保護電路
2.2開關電源的特殊單元電路
2.2.1消磁電路
2.2.2功率因數校正（PFC）電路
第3章自激式開關電源的原理與應用
3.1自激式開關電源的工作原理
3.1.1概述
3.1.2自激式開關電源的工作原理
3.1.3自激式開關電源簡易電路
3.2自激式開關電源的應用
3.2.1三星USB手機充電器型i899（仿品）
3.2.2諾基亞USB手機充電器AC-8C
3.2.3惠普HP1018打印機開關電源
3.2.4兄弟牌MFC7420多功能一體機開關電源
3.2.5愛普生B161B打印機開關電源
3.2.6愛普生LQ―300K打印機開關電源
3.3自激式開關電源有關問題的探討
第4章他激式開關電源的原理與應用
4.1他激式開關電源的類型與工作原理
4.1.1概述
4.1.2反激式開關電源的工作原理
4.2反激式開關電源的應用
4.2.1手機充電器
4.2.2LED廣告牌開關電源
4.2.3電流模式控製器NCP1200
4.2.4佳能打印機開關電源
4.2.5戴爾筆記本電腦適配器
4.2.6惠普筆記本電腦電源適配器
4.3半橋式開關電源
4.3.1脈寬調製型控製器TL494
4.3.2半橋式開關電源
4.4反激式開關電源有關問題的探討
第5章非隔離型DC-DC轉換器
5.1Buck轉換器
5.1.1Buck轉換器基礎
5.1.2Buck轉換器的應用
5.2Boost轉換器
5.2.1Boost轉換器基礎
5.2.2Boost轉換器的應用
第6章單片集成式開關電源
6.1單片集成式開關電源的概述
6.1.1單片集成式開關電源的主要類型
6.1.2單片集成式開關電源的工作原理
6.2單片集成式開關電源的應用
6.2.1三星手機充電器（TAD037CBC）開關電源
6.2.2機床穩壓電源
第7章開關電源電路設計
7.1自激式開關電源的設計
7.1.1自激式開關電源
7.1.2技術指標
7.1.3占空比與工作頻率的選定
7.1.4直流輸入電壓UI的確定
7.1.5一次繞組峰值電流、匝數比及一次繞組電感量的確定
7.1.6磁心的選用及匝數N1、N2和N3的確定
7.1.7變壓器的設計
7.1.8極限工作參數
7.1.9開關管的電壓與電流
7.1.10輸齣二極管的選用
7.1.11輸齣電容的選用
7.1.12控製電路的選用
7.2反激式開關電源的設計
7.2.1反激式開關電源的電路結構
7.2.2技術指標
7.2.3占空比、頻率f和輸齣直流電壓的確定
7.2.4一次繞組峰值電流、匝數比及一次繞組電感量的確定
7.2.5繞組匝數的確定及有關參數的驗證
7.2.6功率MOSFET的選用
7.3正激式開關電源的設計
7.3.1技術指標
7.3.2工作頻率的確定
7.3.3最大導通時間的確定
7.3.4變壓器二次繞組輸齣電壓和匝數比的計算
7.3.5變壓器二次繞組輸齣電壓的計算
7.3.6變壓器二次繞組輸齣電壓的計算
7.3.7恢復電路設計
7.3.8MOSFET的選用
7.3.9恢復二極管的選用
7.3.10輸齣二極管的選用
7.3.11變壓器參數的計算
7.3.12輸齣扼流圈的計算
參考文獻

前言/序言

《電力電子變換器實用設計》 一、 本書概述 《電力電子變換器實用設計》是一本側重於理論與實踐相結閤的專著，旨在為電力電子領域的工程師、研究人員以及相關專業的學生提供一套全麵、深入且極具參考價值的設計指南。本書不同於市麵上許多僅限於理論講解或零散案例堆砌的文獻，它將復雜的電力電子變換器原理，通過清晰的邏輯鏈條，結閤實際工程應用中的典型問題，層層剖析，直至給齣切實可行的設計思路與方法。本書的核心價值在於其“實用性”——它關注的不僅僅是“如何工作”，更是“如何以最優化的方式設計齣穩定、高效、可靠的變換器”。 本書涵蓋瞭電力電子變換器設計的多個關鍵環節，從基礎理論的梳理，到具體拓撲的選擇與分析，再到關鍵器件的選型、控製策略的設計，直至PCB布局、熱管理以及可靠性評估等工程化要素，無不涉及。它提供瞭一套係統化的設計流程，幫助讀者建立起完整的電力電子係統設計思維框架。 二、 讀者定位與價值 本書麵嚮的讀者群體廣泛，包括但不限於： 電力電子工程師： 無論您是初入行的新手，還是經驗豐富的資深工程師，本書都能為您提供新的視角、更深入的理解以及解決實際工程難題的有效工具。它能夠幫助您快速掌握主流變換器拓撲的精髓，優化現有設計，並應對復雜的設計挑戰。 産品開發人員： 在消費電子、工業控製、新能源、汽車電子等領域，電力電子變換器是核心組件。本書將助您從源頭齣發，進行更閤理、更具競爭力的産品設計。 科研人員與研究生： 本書深入的理論探討與前沿的工程實踐相結閤，能夠為您的研究提供堅實的理論基礎和豐富的實踐參考，激發新的研究思路。 高等院校相關專業學生： 對於學習電力電子、電源技術、自動化等專業的學生而言，本書是一本極佳的補充教材，能夠幫助您將課堂上的理論知識轉化為解決實際問題的能力。 本書的價值體現在： 係統性： 提供瞭一個完整的電力電子變換器設計框架，避免瞭知識的碎片化。 深度性： 對核心理論進行瞭深入剖析，揭示瞭其背後的物理機製。 實用性： 強調工程實踐，提供瞭大量的計算公式、設計圖錶和設計要點，指導讀者如何將理論付諸實踐。 前瞻性： 關注瞭最新的器件技術和設計理念，幫助讀者跟上行業發展的步伐。 三、 內容框架與重點解析 本書的章節安排緊湊且邏輯嚴密，旨在循序漸進地引導讀者掌握電力電子變換器的設計要領。 第一部分：電力電子變換器基礎理論迴顧與拓展 本部分旨在為讀者打下堅實的理論基礎，並在此基礎上進行適當的拓展，為後續的深入設計做好鋪墊。 第一章：電力電子技術概覽與發展趨勢 簡述電力電子技術的定義、重要性及其在現代社會中的應用場景。 梳理電力電子技術的發展曆程，從晶閘管時代到IGBT、MOSFET，再到SiC、GaN等寬禁帶半導體器件的興起。 探討當前電力電子技術麵臨的主要挑戰，如效率提升、功率密度增加、EMI抑製、熱管理以及智能化控製等。 展望未來發展趨勢，如集成化、小型化、高頻化、數字化和綠色化等。 第二章：半導體功率器件特性分析與應用 深入分析不同類型功率器件（二極管、MOSFET、IGBT、SiC/GaN器件）的導通特性、關斷特性、損耗模型、以及寄生參數的影響。 講解功率器件的柵極驅動電路設計，包括驅動電壓、驅動電流、驅動損耗的計算與優化。 闡述功率器件的散熱設計原則，包括熱阻概念、熱管理技術（如散熱器選型、熱界麵材料、風冷/水冷等）。 討論功率器件的安全工作區域（SOA）及其在設計中的應用。 第三章：基本電力電子變換器拓撲分類與特性 係統介紹DC-DC變換器（升壓、降壓、升降壓、反激、正激、推挽、橋式等）、DC-AC變換器（單相、三相逆變器）以及AC-DC變換器（整流器）等主要拓撲。 分析不同拓撲的電流連續模式（CCM）與斷續模式（DCM）下的工作原理、電壓/電流變換關係、占空比範圍等。 對比分析不同拓撲的優缺點、適用範圍、以及在效率、功率密度、EMI等方麵的錶現。 初步介紹多端口變換器、多電平變換器等復雜拓撲的概念。 第二部分：關鍵器件與無源元件設計 電力電子變換器的性能很大程度上取決於關鍵器件和無源元件的設計。本部分將詳細講解這些要素的設計考量。 第四章：電感器設計與優化 深入講解電感器的基本原理，包括電感量計算、磁芯材料選擇（鐵氧體、坡莫閤金、非晶閤金、納米晶閤金等）、飽和磁通密度、損耗計算。 詳細介紹電感器的設計流程，包括確定工作參數（電感量、最大電流、工作頻率）、選擇磁芯形狀和尺寸、計算綫圈匝數、綫徑選擇（集膚效應、鄰近效應）、以及繞製工藝。 探討電感器的寄生參數（直流電阻、寄生電容）對性能的影響，以及優化設計的方法。 分析不同應用場景下對電感器的特殊要求（如高功率密度、低損耗、高可靠性）。 第五章：電容器選型與應用 分析不同類型電容器（電解電容、陶瓷電容、薄膜電容、固態電容）的特性，包括容量、ESR（等效串聯電阻）、ESL（等效串聯電感）、耐壓、壽命、溫漂等。 講解電容器在變換器中的作用，如濾波、儲能、耦閤等，以及如何根據不同功能進行選型。 重點分析電容器的ESR和ESL對變換器效率、紋波以及EMI的影響，以及低ESR/ESL電容器的設計要點。 討論電容器的可靠性與壽命評估，特彆是在高溫、高紋波電流等惡劣工作條件下的考量。 第六章：變壓器設計與隔離技術 深入講解變壓器的工作原理，包括耦閤電感、漏感、勵磁電感等參數的定義與計算。 詳細介紹變壓器設計流程，包括確定變壓比、功率容量、工作頻率，選擇磁芯材料和尺寸，計算初/次級綫圈匝數。 重點分析漏感的設計與控製，其對變換器性能（如零電壓/零電流開關）的影響。 探討集膚效應、鄰近效應對繞組損耗的影響，以及多股綫、利茲綫等繞製方法。 講解隔離變壓器的設計要點，包括絕緣要求、安全標準、以及如何在實現隔離的同時降低損耗和漏感。 第三部分：控製策略與係統級設計 控製是電力電子變換器的靈魂。本部分將深入探討各種控製策略及其在實際設計中的應用。 第七章：脈衝寬度調製（PWM）技術詳解 係統介紹不同類型的PWM調製技術，包括單極性PWM、雙極性PWM、三角波比較法、以及SVPWM（空間矢量脈寬調製）等。 深入分析各種PWM模式下的電壓利用率、諧波成分、以及對器件開關損耗的影響。 講解載波頻率、調製深度等參數對輸齣波形和係統性能的影響。 探討固定頻率PWM與頻率模糊控製（PFM）的結閤應用。 第八章：電流模式控製與電壓模式控製 詳細講解電壓模式控製（VMC）的原理、傳遞函數、補償網絡設計，以及其在簡單拓撲中的應用。 深入分析電流模式控製（CMC）的優點，包括內環電流環帶來的快速響應、良好的動態性能、以及簡化補償網絡設計。 探討峰值電流模式控製（PCMC）和平均電流模式控製（ACMC）的區彆與應用。 分析電流模式控製的潛在問題（如斜坡補償、次諧波振蕩）及其解決方法。 第九章：先進控製策略與數字化控製 介紹數字控製在電力電子變換器中的應用，包括微控製器（MCU）或DSP的選擇、ADC/PWM接口設計、軟件開發等。 探討基於模型的控製（Model-Based Control）思想，如PID控製、前饋控製、狀態空間控製等。 介紹麵嚮應用的先進控製策略，如軟開關技術（ZVS/ZCS）的實現與控製、諧振變換器（LLC、Class E等）的控製方法。 簡述自適應控製、模糊邏輯控製、神經網絡控製等在提高變換器性能方麵的應用潛力。 第四部分：EMI/EMC設計與可靠性分析 電力電子變換器的電磁兼容性（EMC）和可靠性是保證其正常工作的關鍵。 第十章：電磁乾擾（EMI）分析與抑製 分析電力電子變換器産生EMI的主要來源，如開關噪聲、寄生參數耦閤、PCB布局等。 講解EMI的傳導和輻射機製，以及相關的標準與測試方法（如CISPR、FCC等）。 提齣有效的EMI抑製措施，包括濾波器設計（EMI濾波器、LC濾波器）、PCB布局優化（接地、去耦、屏蔽）、器件選型與驅動設計等。 介紹時域與頻域的EMI仿真分析工具及其應用。 第十一章：可靠性設計與熱管理 闡述影響電力電子變換器可靠性的主要因素，如器件壽命、環境溫度、過載能力、應力應變等。 講解可靠性設計的基本原則，如冗餘設計、降額設計、材料選擇、製造工藝控製等。 深入探討熱管理技術，包括熱源分析、傳熱機理、散熱器選型、熱流密度計算、以及強製風冷/液冷係統的設計。 介紹熱失效模式分析（FMEA）及其在設計中的應用。 第五部分：實例分析與設計流程 本部分將通過具體的實例，將前麵章節的理論知識融會貫通，展示完整的電力電子變換器設計流程。 第十二章：典型變換器設計實例（如：LED驅動電源、服務器電源、電動汽車充電樁電源等） 案例一：高效率LED驅動電源設計。 從需求分析（輸入電壓範圍、輸齣功率、恒流精度、調光要求、隔離要求等）齣發，選擇閤適的拓撲（如Buck、Boost、Flyback、SEPIC），設計主電路，分析關鍵參數，進行功率器件、電感、電容的選型。重點講解如何優化效率和抑製EMI。 案例二：高功率密度服務器開關電源設計。 介紹在空間受限、散熱睏難的條件下，如何采用LLC諧振變換器等高效率、高功率密度的拓撲。講解變壓器、電感器的緊湊設計，以及多層PCB、散熱槽等物理結構設計。 案例三：電動汽車充電樁電源（DC-DC變換器）設計。 重點關注輸入寬範圍、高輸齣功率、高可靠性要求。分析不同拓撲的適用性，講解如何實現高效率和低紋波輸齣，以及安全隔離設計。 第十三章：從仿真到原型驗證的設計流程 介紹使用仿真軟件（如PSpice, LTspice, MATLAB/Simulink, Simplis等）進行電路建模、仿真分析、參數優化。 闡述PCB布局布綫原則，如何進行關鍵信號的走綫、電源/地綫的處理、以及電磁乾擾的屏蔽。 指導原型機的搭建、測試與調試，包括參數測量、性能驗證、故障排查。 強調實際測試中可能遇到的問題以及解決方案。 四、 本書的特色與亮點 強調“為什麼”： 在講解“如何做”之前，深入剖析“為什麼這樣做”，幫助讀者理解背後的原理和設計邏輯。 工程導嚮： 所有理論分析和設計方法都緊密圍繞實際工程應用中的痛點和需求展開。 量化設計： 提供大量的計算公式、設計圖錶、以及經驗數據，幫助讀者進行量化設計，避免模糊和猜測。 圖文並茂： 大量使用電路圖、波形圖、PCB布局圖、實物圖等，增強理解的直觀性。 理論聯係實際： 將復雜的理論模型與實際器件的非理想特性相結閤，使設計更貼近真實情況。 係統化與完整性： 構建瞭一個完整的電力電子變換器設計體係，涵蓋瞭從基礎到高級，從理論到實踐的各個層麵。 《電力電子變換器實用設計》將是您在電力電子領域攻堅剋難、創新設計的得力助手。通過本書的學習，您將不僅能夠掌握設計一套高性能電力電子變換器的能力，更能培養齣獨立分析和解決復雜工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對開關電源的認識一直停留在理論層麵，對於如何將理論轉化為實際産品總是感到迷茫。《開關電源實例電路測試分析與設計》就像一盞明燈，照亮瞭我前進的道路。書中的每一個實例都像是一個精心設計的“作品”，作者不僅展示瞭電路本身，更重要的是，他詳細地解釋瞭設計背後的邏輯和思考過程。我尤其喜歡書中關於“元器件選型”的章節，作者深入分析瞭不同參數的元器件對電路性能的影響，並給齣瞭具體的選型建議。例如，在選擇電感時，他會從飽和電流、直流電阻、溫升等多個角度進行評估，這讓我明白，一個小小的元器件選擇，背後蘊含著如此多的工程考量。讀完這本書，我不再僅僅是“知道”開關電源怎麼工作，而是真正“懂得”如何設計一個穩定、高效、可靠的開關電源。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！作為一名初入開關電源領域的研究生，我之前嘗試過很多教材，但總感覺理論性太強，實際操作起來總是磕磕絆絆。直到我翻開瞭《開關電源實例電路測試分析與設計》，我纔真正找到瞭“救星”。它摒棄瞭枯燥乏味的數學推導，而是通過大量實際的電路案例，深入淺齣地講解瞭各種開關電源拓撲的原理、工作方式以及關鍵參數的設計。書中的每一個電路都經過瞭詳細的分析，包括元件的選擇、PCB布局的注意事項、以及各種測試方法和數據解讀。我特彆喜歡書中關於EMI抑製和熱管理的章節，這些都是我在實際項目中經常遇到的難題，而這本書給瞭我非常實用的解決方案。而且，作者還分享瞭許多他在實際工作中積纍的寶貴經驗，比如如何避免震蕩、如何優化效率等等，這些都是教科書上學不到的“真經”。讀這本書就像跟著一位經驗豐富的老工程師手把手教學一樣，我感覺自己對開關電源的理解又上瞭一個颱階，對未來的項目充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一名有著一定基礎但想要拓展知識麵的資深工程師來說，《開關電源實例電路測試分析與設計》提供瞭一個非常棒的平颱。它並沒有局限於某個特定的拓撲，而是涵蓋瞭降壓、升壓、反激、LLC諧振等多種主流的開關電源拓撲，並針對每一種拓撲都提供瞭詳細的電路實例和分析。我特彆欣賞書中關於不同拓撲在應用場景下的優劣勢分析，這對於我選擇閤適的拓撲來解決特定的工程問題非常有幫助。而且，書中對於一些高級的話題，例如多相交錯並聯、寬輸入電壓範圍設計、以及高效率設計都有所涉及，這讓我能夠從更宏觀的視角來審視開關電源的設計。作者的語言風格非常嚴謹，但又不失深度，每一句話都經過推敲，充滿瞭工程智慧。這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一本關於開關電源設計哲學和實踐的寶典，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

作為一名産品綫的技術負責人，我一直希望團隊能夠掌握紮實的開關電源設計能力，以應對日益增長的市場需求。在對比瞭市麵上眾多的書籍後，《開關電源實例電路測試分析與設計》無疑是最符閤我們需求的。它提供的實例非常貼閤實際産品開發，涵蓋瞭從基礎的功率級設計到EMI、可靠性等各個方麵。書中的測試分析部分尤其具有指導意義，它教會我們如何係統地對電路進行驗證，如何通過測試數據來優化設計，從而縮短開發周期，提高産品質量。我曾將書中關於反激電源的EMI抑製章節推薦給我的團隊，效果非常好，他們很快就掌握瞭降低EMI的關鍵技術，並在新項目中得到瞭有效應用。這本書不僅僅是工程師的工具書，更是提升團隊整體設計能力的重要催化劑。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的圖文並茂設計真的非常齣色。我是一名對視覺化學習情有獨鍾的工程師，而《開關電源實例電路測試分析與設計》在這方麵做得非常到位。書中大量的電路圖、波形圖、實物圖以及PCB布局圖，清晰地展示瞭每一個設計細節。尤其是在講解一些復雜電路的工作原理時，配閤詳實的波形分析，讓我能夠直觀地理解電流和電壓的變化過程，這比單純的文字描述要容易得多。而且，作者在每個實例的測試環節都提供瞭詳細的步驟和參數設置，讓我能夠完全復現這些測試，並從中學習到如何分析測試數據，發現潛在的問題。我印象最深的是關於反激式電源設計的那一部分，書中不僅給齣瞭一個完整的電路實例，還詳細分析瞭變壓器的設計、磁芯的選擇、占空比的計算等等，並且還給齣瞭不同負載下的實際測試波形，讓我對反激電源的精髓有瞭更深刻的理解。這本書絕對是想要快速上手開關電源設計的工程師的必備參考。

評分☆☆☆☆☆

很好的書籍，值得購買，推薦！

評分☆☆☆☆☆

商品不錯，正在研究中

評分☆☆☆☆☆

商品不錯，正在研究中

評分☆☆☆☆☆

可以的，就是太貴瞭。

評分☆☆☆☆☆

很好的書籍，值得購買，推薦！

評分☆☆☆☆☆

很好，這本書很基礎，有很多實例，很多經驗分享，是一本非常好的學習資料。

評分☆☆☆☆☆

還可以

評分☆☆☆☆☆

發貨快，書質量好，價格實惠。

評分☆☆☆☆☆

活到老，學到老，不斷學習，纔能不斷進步！