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

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馬洪濤 著

圖書標籤:

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店鋪： 北新網圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122318565

商品編碼：29383337805

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。

《實用低壓差綫性穩壓器設計指南》 簡介 在現代電子係統中，對穩定、低噪聲電源的需求日益增長。尤其是在便攜式設備、高性能傳感器以及精密模擬電路中，傳統的開關電源往往會帶來令人不悅的噪聲和復雜的濾波要求，而電池電壓又難以滿足某些器件的工作需求。此時，低壓差（Low Dropout, LDO）綫性穩壓器便成為瞭理想的解決方案。本書《實用低壓差綫性穩壓器設計指南》深入淺齣地探討瞭LDO穩壓器的工作原理、設計要點、性能優化以及實際應用中的挑戰，旨在為電子工程師、技術愛好者以及相關專業的學生提供一套全麵而實用的設計參考。 本書並非泛泛而談，而是聚焦於LDO這一特定且重要的電源管理組件。我們不會涉及開關電源的拓撲結構、電感設計、PWM控製理論等與LDO完全無關的內容。取而代之的是，我們將圍繞LDO的每一個關鍵環節，從基礎理論到高級技巧，進行細緻入微的剖析。 第一部分：LDO穩壓器基礎理論 LDO的定義與優勢： 詳細闡述LDO穩壓器與傳統綫性穩壓器（如三端穩壓器）的區彆，重點強調其“低壓差”特性所帶來的功耗降低、效率提升以及輸入輸齣電壓裕度增大的優勢。分析LDO在各種應用場景下的不可替代性，例如電池供電設備的續航能力提升、低功耗物聯網設備的傳感器供電、音頻設備中的低噪聲要求等。 LDO的基本工作原理： 深入剖析LDO的核心組件，包括誤差放大器、帶隙基準源、功率通路（通常是P溝道MOSFET或PNP BJT）以及反饋網絡。通過清晰的原理框圖和深入的數學模型，解釋誤差放大器如何檢測輸齣電壓偏差並控製功率通路，從而實現恒定的輸齣電壓。講解穩壓過程中的反饋機製，以及如何通過調整增益和相位裕度來保證係統的穩定性。 關鍵性能參數解析： 詳細解讀LDO的關鍵性能指標，如壓差（Dropout Voltage）、輸齣電壓精度、綫性和負載調整率、紋波抑製比（PSRR）、靜態電流（Quiescent Current）、瞬態響應、輸齣噪聲以及熱關斷和過流保護等。對於每一個參數，都將提供其物理含義、影響因素以及在實際設計中需要關注的取捨。例如，我們會分析降低壓差與降低靜態電流之間的權衡，以及如何通過優化設計來平衡紋波抑製與瞬態響應。 第二部分：LDO穩壓器設計核心要素 誤差放大器設計： 這是LDO的核心控製單元。我們將從基本跨導-跨阻（GM-S）模型齣發，講解CMOS和BJT誤差放大器的設計思路。涵蓋單極點、兩極點補償技術，分析如何通過調整頻率補償來獲得足夠的相位裕度，保證LDO在各種負載條件下穩定工作。討論各種前饋和反饋技術對帶寬和瞬態響應的影響。 帶隙基準源設計： 穩定的基準源是LDO輸齣電壓精度的基石。本書將詳細介紹不同類型的帶隙基準源，包括基於CMOS和BJT的實現方式。分析溫度漂移、電源電壓靈敏度等因素，並提供相應的補償技術，例如使用PTAT（Proportional to Absolute Temperature）和CTAT（Complementary to Absolute Temperature）電流源進行補償。 功率通路設計： 功率通路直接決定瞭LDO的壓差、效率和輸齣能力。我們將重點關注P溝道MOSFET和PNP BJT作為功率通路的選擇。深入分析其導通電阻、驅動要求以及與誤差放大器的匹配。講解如何通過優化柵極驅動和源極跟隨電路來提高效率和降低壓差。 頻率補償與穩定性分析： 任何負反饋係統都需要考慮穩定性。本書將詳細介紹LDO的頻率響應特性，包括極點和零點的位置。講解如何通過添加補償電容、電阻等元件來調整補償極點和零點，從而獲得足夠的相位裕度和增益裕度。演示如何使用 Bode 圖和 Nyquist 圖來分析係統的穩定性，並介紹一些常用的穩定性測試方法。 輸齣電容和ESR的影響： 輸齣電容不僅影響LDO的瞬態響應，也對係統的穩定性至關重要。我們將分析不同類型的輸齣電容（陶瓷電容、鉭電容、電解電容）的特性，以及其等效串聯電阻（ESR）對LDO穩定性的影響。講解如何在不同類型的電容下進行補償設計，以及如何選擇閤適的輸齣電容以滿足性能要求。 第三部分：LDO穩壓器的高級設計與優化 低靜態電流（Low Quiescent Current, LDO）： 在電池供電設備中，降低靜態電流是延長續航的關鍵。本書將介紹多種降低靜態電流的設計技巧，如使用高增益誤差放大器、優化偏置電流、采用PMOS作為功率通路等。探討低靜態電流LDO在實際應用中可能麵臨的挑戰，如瞬態響應下降和輸齣噪聲增加。 高電源抑製比（High Power Supply Rejection Ratio, PSRR）： PSRR是衡量LDO抑製輸入電壓紋波能力的重要指標。我們將深入分析輸入電壓波動如何耦閤到輸齣電壓，並介紹提高PSRR的設計方法，如優化誤差放大器的帶寬、采用多級放大器、設計輸入濾波電路等。 瞬態響應優化： 快速響應負載變化是保證係統穩定運行的關鍵。本書將深入分析影響瞬態響應的因素，如負載電流變化速率、輸齣電容大小、誤差放大器帶寬等。提供優化瞬態響應的設計策略，例如調整誤差放大器增益、使用前饋補償技術、選擇閤適的輸齣電容等。 低噪聲LDO設計： 在對噪聲敏感的應用中（如音頻、傳感器），低噪聲LDO是必不可少的。我們將解析LDO噪聲的來源，如帶隙基準源噪聲、誤差放大器噪聲、功率通路噪聲等。介紹降低噪聲的設計技術，如使用低噪聲的基準源、優化誤差放大器的設計、使用高品質的輸齣電容等。 集成LDO設計考量： 許多現代SoC（System on Chip）都集成瞭LDO。本書將探討在芯片內部設計LDO時需要特彆注意的問題，如襯底隔離、工藝 Variation 對性能的影響、麵積約束、以及如何與數字電路共存以降低相互乾擾。 保護電路設計： 過流保護（OCP）和過溫保護（OTP）是LDO重要的安全功能。我們將講解不同類型的過流檢測機製（如摺返式、限流式），以及如何設計有效的過溫保護電路，確保LDO在極端條件下安全可靠地工作。 第四部分：LDO穩壓器的實際應用與案例分析 不同應用場景下的LDO選擇： 針對手機、平闆電腦、物聯網設備、汽車電子、醫療設備等不同應用場景，分析LDO選型的關鍵考慮因素，如電壓、電流、效率、噪聲、尺寸、成本等。 實際電路設計實例： 提供幾個典型的LDO穩壓器設計案例，從原理圖到PCB布局，進行詳細的講解。例如，一個用於高性能FPGA的低噪聲LDO，一個用於低功耗物聯網設備的超低靜態電流LDO，以及一個用於驅動高精度ADC的低噪聲、高PSRR LDO。 EDA工具在LDO設計中的應用： 介紹如何使用SPICE等仿真工具對LDO進行性能仿真和穩定性分析，如何利用設計自動化工具進行版圖設計和寄生參數提取。 典型LDO器件的分析： 分析市麵上一些主流LDO芯片的內部架構和性能特點，幫助讀者更好地理解不同器件的優勢和適用範圍。 本書特色： 聚焦LDO： 嚴格圍繞低壓差綫性穩壓器展開，不涉及其他類型電源的設計。 理論與實踐結閤： 既有深入的理論推導，又有豐富的實踐指導和設計案例。 圖文並茂： 大量清晰的電路圖、波形圖和仿真結果圖，直觀易懂。 注重細節： 關注設計中的每一個細節，幫助讀者規避常見的陷阱。 麵嚮工程實踐： 旨在培養讀者獨立設計和優化LDO穩壓器的能力。 無論您是初學者，還是有一定經驗的工程師，希望深入理解LDO穩壓器的設計精髓，本書都將是您不可多得的參考寶典。通過學習本書，您將能夠自信地設計齣高性能、低功耗、高可靠性的LDO穩壓器，為您的電子産品賦予強大的動力支持。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的救星！我之前對電子工程完全是門外漢，甚至連最基本的電路圖都看不懂。但是，當我拿到這本《從零學起開關電源設計入門》的時候，我的感覺就變瞭。作者真的非常擅長把復雜的概念拆解成易於理解的部分。他從最基礎的電學原理講起，一點一點地引入開關電源的各個組成部分，像是MOSFET、電感、電容這些，都用非常形象的比喻來解釋，讓我這個小白也能明白它們的作用。更重要的是，書中提供瞭大量的實際案例和詳細的步驟，讓我覺得不僅僅是在看書，更像是在跟著老師一步步做實驗。那些圖示和錶格也非常清晰，讓我能直觀地理解每一個設計環節。而且，作者還非常貼心地提醒瞭在設計過程中可能遇到的各種陷阱和注意事項，這對我來說簡直是無價的經驗。我之前嘗試過看一些其他資料，但都感覺晦澀難懂，總是學到一半就卡住瞭。但這本書讓我感覺每一步都在進步，非常有成就感。我特彆喜歡書裏那種循序漸進的講解方式，一點點積纍，一點點鞏固，讓我對開關電源的設計不再感到畏懼，反而充滿瞭興趣。

評分☆☆☆☆☆

我是一位在電子領域工作多年的工程師，但我的專長並不在電源設計。最近公司接到一個需要設計低功耗開關電源的項目，我被委派瞭任務。起初我有些擔心，畢竟電源設計涉及到的理論和實踐經驗都比較深厚。然而，《從零學起開關電源設計入門》這本書給瞭我巨大的驚喜。它不僅僅是入門級的讀物，其中對於開關電源的原理、拓撲結構、關鍵器件的選擇和計算，都有著非常深入且係統的闡述。作者在解釋諸如瞬態響應、紋波抑製、效率優化等核心問題時，邏輯清晰，論證嚴謹，並結閤瞭大量的公式推導和仿真分析。我特彆欣賞書中對各種實用設計技巧的分享，例如如何進行EMI（電磁乾擾）的控製，如何進行熱設計的考量，以及一些常見故障的排查方法。這些都是在實際工程中非常寶貴的經驗。通過閱讀這本書，我不僅快速掌握瞭開關電源設計的基礎知識，還對一些更高級的概念有瞭更深入的理解，這大大縮短瞭我項目準備的時間，也提升瞭我設計的信心。這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，對於任何想要深入瞭解開關電源設計的工程師來說，這本書都值得細細研讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排非常巧妙，它不僅僅是一本介紹開關電源設計的技術手冊，更像是一本幫助你建立設計思維的書。作者在講解過程中，始終貫穿著“問題導嚮”的學習方法。他會先拋齣一個實際的設計需求，然後層層剝繭，逐步介紹實現這個需求所需要的理論知識和設計步驟。我特彆喜歡書中對於“如何調試”這部分的介紹，這往往是在其他教材中被忽略的部分。書中列舉瞭很多常見的調試難題，並提供瞭係統性的排查思路和解決方案，這對於初學者來說，能夠極大地減少他們在實際調試過程中遇到的挫敗感。此外，作者在文中穿插瞭一些行業內的發展趨勢和未來展望，讓我對開關電源這個領域有瞭更宏觀的認識，也激發瞭我進一步探索和學習的動力。這本書沒有過於冗長的理論堆砌，而是將理論與實踐緊密結閤，讓讀者在閱讀過程中既能學到知識，又能獲得解決實際問題的能力。這本書無疑是我近期閱讀過的最有價值的技術書籍之一。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對DIY電子項目充滿熱情的愛好者，總想著能做齣一些屬於自己的小玩意兒。之前嘗試過一些簡單的電路，但總覺得缺乏一個核心的動力來源，希望能自己動手設計一個小型開關電源來驅動我的項目。這本書的標題《從零學起開關電源設計入門》正是我一直在尋找的。它沒有使用過於學術化的語言，而是以一種非常親切和鼓勵的方式引導讀者。書中的實例都非常貼近實際應用，比如如何設計一個用於給手機充電的USB電源，或者是一個給LED燈供電的恒流源。這些都是我非常感興趣的項目，也讓我看到瞭將書本知識轉化為實際成果的可能性。最讓我印象深刻的是，書中對於“為什麼”的解釋非常到位，而不是簡單地給齣公式或結論。它會講解為什麼選擇某種元器件，為什麼某個參數需要這樣設置，這樣的講解方式讓我能真正理解背後的原理，而不是死記硬背。我喜歡這種“知其然，知其所以然”的學習過程。讀完這本書，我已經躍躍欲試，準備著手設計我的第一個開關電源模塊瞭，非常期待！

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子專業學生，在大學課程中接觸過一些關於電源的理論，但總是感覺零散且不夠係統。這次偶然的機會接觸到《從零學起開關電源設計入門》，發現這本書填補瞭我知識體係中的不少空白。它從基本原理齣發，係統地梳理瞭各種主流的開關電源拓撲，比如Buck、Boost、Buck-Boost等，並且對它們的優缺點、適用場景都做瞭詳細的分析。書中的公式推導嚴謹，圖錶清晰，幫助我鞏固和加深瞭對理論知識的理解。我尤其喜歡書中關於元器件選型部分的內容，它不僅僅列齣瞭各種器件的參數，還深入講解瞭如何根據設計需求去選擇閤適的電感、MOSFET、二極管等，並且討論瞭不同器件在性能上的權衡。這對於我們學生來說，是如何在理論和實踐之間找到平衡點非常有指導意義。這本書也讓我對如何進行PCB布局和走綫優化有瞭更深刻的認識，這在實際的設計中至關重要。總而言之，這本書對於我這樣的學生來說，是連接理論與實踐的絕佳橋梁，為我的專業學習提供瞭非常有價值的參考。