從零學起開關電源設計入門 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

馬洪濤 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 電源設計
• 電力電子
• SMPS
• 電路設計
• 電子工程
• 入門
• 從零開始
• 電源管理
• 變壓器

店鋪： 北京圖書大廈旗艦店

齣版社： 化學工業

ISBN：9787122318564

商品編碼：29372558679

齣版時間：2018-07-01

基本信息

商品名稱： 從零學起開關電源設計入門	齣版社： 化學工業齣版社	齣版時間：2018-07-01
作者：馬洪濤	譯者：	開本： 16開
定價： 59.00	頁數：	印次： 1
ISBN號：9787122318565	商品類型：圖書	版次： 1

內容提要

本書從實用角度齣發，全麵係統深入地闡述瞭開關電源 的基礎知識、典型開關電源的結構及工作原理、開關電源的 控製電路及各種保護電路的作用、開關電源的設計流程、開 關電源的調試與測試方法等，並給齣瞭幾種開關電源的設計 實例分析。 本書可供電子和電氣工程技術人員，儀器儀錶及傢電維 修人員，大專院校師生及電子愛好者閱讀。

撥雲見日：現代電力轉換技術的精要與實踐 在這個電子設備無處不在的時代，背後默默支撐著它們運轉的，正是那些體積小巧卻功能強大的開關電源。它們是信息時代的基石，驅動著從智能手機、筆記本電腦到服務器、電動汽車等一切需要穩定直流供電的設備。然而，在看似簡單的“插上電源就能用”背後，隱藏著精密的設計哲學、深刻的電力電子理論以及充滿挑戰的工程實踐。 本書並非一本枯燥的技術手冊，而是一次深入探索電力轉換奧秘的旅程。我們旨在為渴望理解並掌握開關電源設計精髓的讀者，提供一個清晰、透徹且實用的學習路徑。我們將從最基礎的概念入手，層層遞進，最終觸及到現代開關電源設計的核心要義。 理解電力轉換的基石：直流與交流的橋梁 首先，我們會從最本質的問題開始：為什麼需要開關電源？這涉及到我們日常生活中無處不在的交流電（AC）和電子設備廣泛使用的直流電（DC）之間的差異。交流電具有易於遠距離傳輸的優勢，但其電壓和頻率的波動不適閤直接驅動敏感的電子元件。而直流電則提供瞭一個穩定、恒定的電壓，是絕大多數電子器件的“血液”。開關電源的核心任務，就是高效、精準地將來自電網的交流電，轉換為設備所需的各種規格的直流電。 我們將詳細闡述這一轉換過程的原理，介紹幾種基本的DC-DC轉換拓撲結構，例如降壓（Buck）、升壓（Boost）和升降壓（Buck-Boost）轉換器。對於每種拓撲，我們都會深入剖析其工作原理，講解電感、電容、MOSFET等關鍵元件是如何協同工作的，以及它們在能量存儲和傳遞過程中扮演的角色。理解這些基本拓撲，就如同掌握瞭語言的基本語法，為後續更復雜的學習打下堅實的基礎。 開關器件的藝術：效率與速度的平衡 開關電源之所以命名為“開關”電源，是因為其核心的能量轉換是通過高速開閤的開關器件（如MOSFET或IGBT）來實現的。這些開關器件以極高的頻率（kHz到MHz級彆）進行導通和關斷，將輸入的能量以脈衝的形式進行“斬斷”和“重塑”，從而實現電壓的升高或降低。 本書將深入探討這些開關器件的特性，包括它們的導通電阻、開關損耗、耐壓能力等。我們將分析在不同工作頻率和負載條件下，如何選擇最閤適的開關器件，以及如何優化其驅動電路以減小開關損耗，提高整體效率。理解開關器件的工作機製，以及如何最大限度地減少能量損耗，是設計高效率、低發熱開關電源的關鍵。 濾波與穩壓：讓電壓如水般平滑 開關電源在工作過程中，由於其脈衝式的能量傳遞，輸齣的電壓必然會存在一定的紋紋（Ripple）。這種紋紋會嚴重影響到被供電設備的正常工作。因此，濾波電路在開關電源設計中占據著至關重要的地位。 我們將詳細講解不同類型的濾波器（如LC濾波器、RC濾波器）的設計原理和計算方法。通過閤理的濾波器設計，可以將輸齣電壓的紋紋降至可接受的水平，確保為敏感電子設備提供穩定可靠的電源。 同時，穩壓功能也是開關電源不可或缺的一部分。無論是外圍電路的變化，還是輸入電壓的波動，都會對輸齣電壓産生影響。本書將介紹幾種常用的穩壓反饋機製，例如電壓模式控製和電流模式控製。我們將分析這些控製策略的優缺點，並講解如何通過PID控製器等方式，實現精確的電壓穩定，確保輸齣電壓在各種工況下都能保持恒定。 電感與電容的智慧：能量的蓄水池 電感和電容是開關電源中最核心的能量存儲元件。它們在每一次開關動作中，分彆儲存和釋放能量，從而完成電壓的轉換。理解電感和電容的特性，以及如何根據設計要求精確計算其參數，是開關電源設計的另一項關鍵技能。 我們將深入講解電感的飽和特性、漏感、寄生參數等，以及它們對開關電源性能的影響。同樣，對於電容，我們將探討其等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、漏電流等參數，以及如何選擇閤適的電容類型（如陶瓷電容、電解電容、薄膜電容）以滿足不同應用的需求。通過對這些儲能元件的深入理解，讀者將能夠更加精準地進行設計，避免潛在的問題。 PCB布局的藝術：信號的純淨與熱量的管理 在理論設計完成之後，將電路實際轉化為可製造的PCB（Printed Circuit Board）是至關重要的一步。然而，PCB布局並非簡單的導綫連接，它是一門融閤瞭電磁兼容（EMC）、熱管理和信號完整性（SI）等多方麵知識的工程藝術。 本書將重點闡述開關電源PCB布局的關鍵原則。我們將討論如何閤理規劃電源綫和地綫，最小化寄生電感和寄生電容，以減少噪聲耦閤和電磁乾擾。同時，我們還會講解如何有效地散熱，例如通過增加銅箔麵積、閤理布局散熱孔以及選擇閤適的散熱元件，以確保開關電源在長時間工作下的穩定性和可靠性。正確的PCB布局，能夠將理論設計的性能最大程度地轉化為實際性能。 保護與可靠性：為電路保駕護航 任何電子設備的設計，都不能忽視安全和可靠性。開關電源作為能量轉換的核心，其設計必須充分考慮各種潛在的故障模式，並加入相應的保護電路。 我們將詳細介紹各種常用的保護機製，例如過壓保護（OVP）、過流保護（OCP）、短路保護（SCP）、過溫保護（OTP）等。我們將分析這些保護電路的工作原理，以及如何根據不同的應用場景進行選擇和設計。同時，我們還會探討一些提高開關電源可靠性的方法，例如元件的降額使用、熱退耦以及軟件層麵的保護策略等。確保開關電源在各種異常情況下都能安全可靠地運行，是用戶信任的基石。 實戰案例與設計流程：從圖紙到成品 理論知識的掌握固然重要，但將這些知識應用於實際設計，纔是檢驗學習成果的最佳方式。本書將通過一係列精心設計的實戰案例，帶領讀者完成從需求分析、原理圖設計、元件選型、PCB布局到最終調試驗證的完整設計流程。 這些案例將涵蓋不同功率等級、不同應用場景的開關電源，例如低功率消費電子電源、中等功率適配器以及一些更復雜的電源解決方案。通過這些案例的學習，讀者將能夠將書本上的理論知識融會貫通，並初步掌握獨立進行開關電源設計的能力。 超越基礎：現代設計的趨勢與前沿 除瞭深入講解基礎知識，本書還將適時地介紹一些現代開關電源設計的趨勢和前沿技術。例如，GaN（氮化鎵）和SiC（碳化矽）等新型半導體材料在開關電源中的應用，它們如何實現更高的效率和更小的體積；功率密度不斷提升的挑戰與解決方案；以及智能化、數字化在電源管理中的應用。這些內容將幫助讀者對開關電源技術的未來發展有一個初步的認識，保持學習的視野。 本書的目標是讓每一個對電力電子技術懷有熱情的讀者，都能在掌握開關電源設計的基本原理和方法之後，自信地邁齣從理論到實踐的第一步。我們相信，通過本書的學習，您將能夠撥開層層迷霧，清晰地看到現代電力轉換技術的精髓，並能將其應用於您的實際設計之中，為創造更美好的電子世界貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《從零學起開關電源設計入門》，我最大的感受就是它真的把一個看似復雜的技術門檻降低瞭好多。我之前對電子設計完全是小白一個，連最基本的電阻、電容都分不太清。但是這本書，從最基礎的原理講起，比如什麼是電壓、電流、功率，這些我一直以為是常識但又模模糊糊的概念，書裏都給齣瞭清晰易懂的解釋。然後循序漸進地引入瞭開關電源的核心概念，比如PWM（脈衝寬度調製）是怎麼工作的，為什麼它能實現高效的能量轉換，還有各種MOSFET、二極管這些關鍵器件的作用。最讓我驚喜的是，書裏還配瞭大量的圖示和簡單的電路模型，讓我這個視覺型學習者一下子就明白瞭那些枯燥的公式背後的物理意義。讀著讀著，我甚至覺得搭建一個簡單的低功率開關電源模塊也不是遙不可及的事情瞭。對於那些和我一樣，想從頭開始瞭解開關電源，又擔心技術太難的讀者來說，這本書絕對是一個絕佳的起點，它給瞭我莫大的信心去探索這個領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的價值在於它提供瞭一種“解決問題”的思維方式，而不是簡單地羅列知識點。作者在講解每一個概念、每一個電路時，都仿佛在設身處地地扮演一個新手設計師的角色，預見到我可能會有的疑問，並提前給齣解答。例如，在講解環路穩定性的時候，書中並沒有直接丟給我一個復雜的伯德圖分析，而是先從負反饋的原理講起，解釋為什麼不穩定的環路會導緻振蕩，然後通過幾個簡單的例子，逐步引導我理解補償電路的作用。這種“先易後難，循序漸進”的學習路徑，讓我能夠真正地理解開關電源設計的核心，而不是死記硬背一些公式。此外，書中對實際應用中的一些“坑”也做瞭提醒，比如在選擇電感時要注意飽和電流，在設計PCB時要注意走綫的寬度和布局，這些都是在理論書籍中很難找到的寶貴經驗。它讓我意識到，開關電源設計不僅僅是理論計算，更是對實際物理世界的深刻理解和工程實踐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常接地氣，沒有太多晦澀難懂的術語，即便是涉及到一些高級的概念，作者也會用通俗易懂的比喻來解釋。我尤其欣賞書中在講解元器件選型的時候，不僅僅是告訴我們有哪些參數需要關注，還分析瞭不同參數對電路性能的影響，以及如何根據具體需求來權衡選擇。比如，在講解電容的選擇時，它不僅提到瞭ESR（等效串聯電阻），還解釋瞭低ESR電容在開關電源中的重要性，以及不同類型電容（如陶瓷電容、電解電容）的適用場閤。這本書更像是一位經驗豐富的老工程師，在你耳邊娓娓道來，傳授他多年的心得體會。它不是那種隻講“是什麼”的書，而是更側重於“為什麼”和“怎麼做”。對於很多初學者來說，最大的障礙往往是不知道如何將理論知識轉化為實際的電路設計，而這本書恰恰彌補瞭這一不足，提供瞭非常有價值的指導。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書在內容編排和細節講解上，真的體現瞭作者的用心良苦。它不僅僅是理論的堆砌，更側重於實際的設計思路和方法。我特彆喜歡其中關於不同拓撲結構的部分，比如Buck、Boost、Buck-Boost這些常見的降壓、升壓和升降壓電路，作者不僅詳細解釋瞭它們的原理圖和工作波形，還分析瞭各自的優缺點、適用場景以及設計時需要考慮的關鍵參數。更棒的是，書中還給齣瞭一些實際設計的案例，從元件的選擇、參數的計算，到PCB布局的注意事項，都有提及。我跟著書中的例子，嘗試去推導計算，雖然有些地方還需要反復琢磨，但那種“豁然開朗”的感覺真的很棒。這本書沒有迴避設計的難點，比如EMI（電磁乾擾）的抑製、效率的優化、熱管理的策略，但它又是以一種很引導性的方式來介紹這些內容，讓你知道有這些問題需要解決，並給齣瞭一些初步的解決方案。這比單純看一個産品手冊要來得更係統、更深入。

評分☆☆☆☆☆

我特彆喜歡這本書中對“調試”環節的重視。很多開關電源的書籍，都隻停留在理論設計層麵，很少會深入講解實際調試中會遇到的問題以及如何解決。但這本書不同，它專門闢齣章節來講解如何進行實驗驗證，如何利用示波器等工具來監測波形，如何分析異常現象，並給齣相應的排查思路。這對於我們這些沒有太多實踐經驗的初學者來說，簡直是救星。書中通過一些實際的故障案例，比如輸齣紋波過大、效率不達標、過載保護失效等，詳細分析瞭可能的原因和調試步驟，讓我能夠更加從容地麵對實際項目中的挑戰。它讓我明白，一個好的開關電源設計，不僅需要紮實的理論基礎，更離不開精心的調試和優化。這本書就像一個全麵的嚮導，不僅教我如何建造，還教我如何測試和維護，為我打開瞭通往開關電源工程師之路的大門。