从零学起开关电源设计入门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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马洪涛 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122318565

商品编码：29386274572

出版时间：2018-07-01

基本信息

商品名称： 从零学起开关电源设计入门	出版社： 化学工业出版社	出版时间：2018-07-01
作者：马洪涛	译者：	开本： 16开
定价： 59.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787122318565	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

本书从实用角度出发，全面系统深入地阐述了开关电源 的基础知识、典型开关电源的结构及工作原理、开关电源的 控制电路及各种保护电路的作用、开关电源的设计流程、开 关电源的调试与测试方法等，并给出了几种开关电源的设计 实例分析。 本书可供电子和电气工程技术人员，仪器仪表及家电维 修人员，大专院校师生及电子爱好者阅读。

《掌控电力：新手零基础开关电源设计指南》 内容简介 本书专为渴望掌握电力转换核心技术，但又缺乏相关专业背景的初学者量身打造。我们深知，面对复杂的电路图、陌生的元器件以及看似高不可攀的理论公式，许多对电子技术充满热情的爱好者和即将步入相关行业的学子会望而却步。因此，本书的宗旨是“化繁为简，循序渐进”，以一种全新的、更加直观易懂的方式，带领读者从零开始，一步步揭开开关电源的神秘面纱。 本书并非堆砌艰深的理论，也绝非照搬现成的设计案例。我们的核心理念是“理解是掌握的关键”。我们不会直接抛出大量晦涩的数学推导，而是通过生动形象的比喻、贴近实际生活的类比，以及精心设计的、逐步深入的实验演示，来帮助读者建立对开关电源工作原理的深刻认知。本书强调的是“动手实践”与“理论思考”的有机结合，让读者在“玩中学，学中悟”。 核心特色与章节概览： 第一部分：电力魔法的基石——理解开关电源的“为什么”与“是什么” 在正式进入复杂的设计细节之前，我们将带领读者进行一次“思想实验”。 第一章：告别低效，拥抱未来——为什么需要开关电源？ 我们会从日常生活中最熟悉的电器出发，例如手机充电器、电脑电源适配器，甚至是家里的LED灯。通过对比传统线性电源的效率低下、体积庞大、发热严重等缺点，引出开关电源所带来的革命性变化：小巧、高效、节能、低发热。 我们将用一个生动的小故事来解释“能量转换”的概念，让读者理解为什么直接从市电转换到低压直流电会如此困难，以及开关电源如何巧妙地绕过这些难题。 您将了解到： 为什么大多数现代电子设备都离不开开关电源；开关电源相较于传统电源的压倒性优势。 第二章：开关的智慧——核心工作原理初探 本章是全书的“破冰之旅”。我们将暂时放下复杂的电路图，聚焦于“开关”这个最核心的元素。 通过一个简单的“水龙头”或“开关灯”的类比，来形象地解释“脉冲宽度调制”（PWM）的基本思想——通过快速地开关，来控制输出的平均值。 我们会引入一个简化的“斩波电路”概念，展示一个 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或 BJT（双极结型晶体管）如何像一个高频开关一样工作，并用动画演示来直观展示电流和电压的变化轨迹。 您将了解到： 开关电源的核心是“快速开关”；PWM 控制的基本原理；为什么开关电源能够实现电压的升压或降压。 第二部分：搭建你的第一个“能量变换器”——从基础模块入手 在建立起对基本原理的感性认识后，我们将逐步引入构成开关电源的几个关键“积木块”。 第三章：储能的艺术——电感器的奥秘 电感器是开关电源中至关重要的能量存储元件。我们不会一开始就去计算电感值，而是通过“磁场”和“能量泵”的比喻来理解它的作用。 我们将演示不同形状和绕法的线圈在通电后如何产生磁场，以及电流变化时电感器如何“抵抗”这种变化，并储存能量。 通过简单的实验，例如用万用表测量电感器的直流电阻，以及用示波器观察通电和断电瞬间的电压变化，让读者直观感受电感器的特性。 您将了解到： 电感器的基本构造和工作原理；电感器在开关电源中储存和释放能量的作用；如何识别和选择合适的电感器。 第四章：平滑的魔法——电容器的力量 电容器是另一个必不可少的储能元件，它主要负责“平滑”输出电压，去除开关过程中产生的“毛刺”。 我们将用“水箱”的比喻来解释电容器的作用：无论水龙头（开关）如何变化，水箱都能提供相对稳定的出水。 我们会介绍不同类型电容器（陶瓷电容、电解电容、钽电容）的特点和适用场合，并通过实际测量其容值和耐压来加深理解。 您将了解到： 电容器的基本构造和工作原理；电容器在开关电源中平滑电压的作用；不同类型电容器的选择依据。 第五章：电子的“单向阀”——二极管的守护 二极管在开关电源中扮演着“整流”和“续流”的角色，它确保电流只能朝一个方向流动。 我们将用“单向阀门”的比喻来解释二极管的作用，生动地描绘它如何只允许电流通过，阻止反向电流。 我们会介绍不同类型的二极管（普通二极管、肖特基二极管）的特性，并解释为什么肖特基二极管在高频开关电源中更受欢迎（更低的压降和更快的开关速度）。 您将了解到： 二极管的基本构造和工作原理；二极管在开关电源中的关键作用；肖特基二极管的优势。 第三部分：构建你的第一个完整开关电源——从 Buck 到 Boost 掌握了基础元件后，我们将开始组合它们，构建出最经典的两种开关电源拓扑：Buck（降压）和 Boost（升压）。 第六章：向下的智慧——Buck（降压）开关电源详解 我们将以最简单的 Buck 变换器为例，详细讲解其工作过程。 通过一个精心制作的、分步演示的动画，清晰地展示开关管导通和关断时，能量如何通过电感器和二极管在输入端和输出端之间传递。 我们将引入“占空比”的概念，并解释如何通过改变占空比来精确控制输出电压。 您将了解到： Buck 变换器的基本电路结构；Buck 变换器的工作原理（连续导通模式 CCM）；如何通过改变占空比实现降压。 第七章：向上的力量——Boost（升压）开关电源剖析 紧接着，我们将进入 Boost 变换器的世界，理解它是如何将低电压升高到高电压的。 同样，我们将通过详细的动画演示，展示 Boost 变换器在不同开关状态下的能量流动路径。 我们将对比 Boost 和 Buck 的异同，让读者对两种拓扑的转换方式有更深刻的理解。 您将了解到： Boost 变换器的基本电路结构；Boost 变换器的工作原理（连续导通模式 CCM）；Boost 变换器的核心应用场景。 第四部分：精益求精——提升性能与可靠性 当读者能够理解和搭建基本的开关电源后，我们将引导他们思考如何做得更好，让电源更稳定、更高效、更安全。 第八章：反馈的艺术——稳定输出的秘密 任何一个实用的电源都需要具备“稳定输出”的能力，即使输入电压或负载发生变化，输出电压也能保持在设定的范围内。 本章将引入“反馈控制”的概念，并用一个简单的“恒温器”类比来解释。 我们将介绍常用的反馈元件，例如 TL431 基准电压源和光耦，并解释它们如何协同工作，将输出电压的变化“反馈”给 PWM 控制器，从而调整占空比。 您将了解到： 反馈控制在电源管理中的重要性；TL431 和光耦的基本工作原理；如何实现输出电压的稳定。 第九章：效率的追求——减少损耗的策略 开关电源的核心优势在于高效率。本章将深入探讨影响效率的各种因素。 我们将分析“开关损耗”、“导通损耗”、“磁芯损耗”和“铜损”等主要损耗来源。 通过选择合适的元器件（例如低 Rds(on) 的 MOSFET，低损耗磁芯材料），优化电路设计，以及了解 PCB 布局的重要性，来提升电源的整体效率。 您将了解到： 开关电源的主要损耗来源；提升电源效率的实际方法和技巧；低功耗设计的意义。 第十章：安全第一——保护机制的设计 一个好的开关电源不仅仅要高效，更要安全。本章将聚焦于各种保护机制。 我们将介绍过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、欠压保护（UVP）和过温保护（OTP）等常见保护功能。 通过讲解集成开关电源芯片（如 UC384x 系列）内部集成的保护功能，以及如何配合外部元件实现更完善的保护，确保电源在异常情况下不损坏，并保护连接的负载。 您将了解到： 常见的电源保护类型及其原理；如何在电路设计中实现这些保护功能；提升电源安全性的重要性。 第五部分：实践出真知——从理论到实际的飞跃 在掌握了理论基础和设计思路后，本书将引导读者进行实际的动手操作。 附录：制作你的第一个开关电源——实践项目指导 本附录将提供一个详细的、完整的、从原理图到 PCB 布局，再到实际焊接和调试的实践项目。 我们将选择一个简单易懂的 Buck 降压电源作为入门项目，例如将输入的 12V 转换为 5V。 提供完整的元器件清单，并给出详细的 PCB 制作指导（或者使用洞洞板/万用板）。 重点讲解如何使用示波器进行关键节点的波形测量，如何利用万用表进行参数检测，以及如何排除常见的故障。 您将了解到： 如何根据原理图绘制 PCB；如何进行元器件的焊接；如何使用测量工具对开关电源进行调试；如何识别和解决常见的设计与焊接问题。 本书的独特之处： 零基础友好： 摒弃了复杂的数理公式，代之以直观的类比和形象的解释，让完全没有电子背景的读者也能理解。 循序渐进： 从最基本的概念开始，逐步深入到复杂的拓扑结构和设计技巧，确保读者每一步都能扎实掌握。 可视化学习： 大量运用精美的插图、流程图和动画（在电子版中），将抽象的电路工作过程变得生动直观。 强调理解： 并非简单罗列公式或设计模板，而是深入剖析“为什么”这样做，帮助读者建立独立思考和解决问题的能力。 实践导向： 理论知识与实际动手操作紧密结合，通过实践项目，让读者真正“玩转”开关电源。 本书适合的对象： 对电子技术充满好奇，但不知如何入门的业余爱好者。 电子工程、自动化、测控等专业的大、中专院校学生。 希望了解电源技术，为未来职业发展打下基础的技术人员。 任何希望通过实践项目，学习一项实用技能的读者。 阅读本书，你将不仅仅是学会“如何设计”一个开关电源，更重要的是，你将真正“理解”开关电源的工作原理，掌握“掌控电力”的钥匙，为你的电子创新之旅打开全新的大门。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在理论深度和实践广度之间取得了很好的平衡。作者没有停留在仅仅罗列公式的层面，而是深入探讨了每个设计决策背后的物理意义和工程权衡。例如，在讨论磁性元件设计时，书中详细阐述了磁芯材料选择、绕线工艺对效率和温升的影响，这在很多同类书籍中是很难看到的细致程度。此外，书中对不同控制方式（如PWM和PFM）的优缺点和适用范围进行了透彻的比较，配上清晰的波形图，使得抽象的控制理论变得直观易懂。我感觉作者对电源设计领域有着深厚的理解，能够将复杂的问题用简洁明了的语言表达出来。读完这本书后，我对如何从零开始搭建一个稳定、高效的开关电源模块有了清晰的认知框架，而不是仅仅停留在“会用”某一个模块的层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称一绝，它就像一张精心绘制的导航图，引导读者从最基础的电路理论稳步迈向成熟的电源设计流程。从入门章节开始，它就很巧妙地嵌入了大量的“为什么”和“怎么办”的问题解决思路。我个人认为，最宝贵的部分是它对设计验证和故障排查流程的介绍。作者没有回避实际项目中会遇到的那些令人头疼的问题，比如环路不稳定、瞬态响应不佳等，而是提供了系统的调试思路和工具使用建议。这种实用主义的写作风格，对于在校学生或者刚转行进入电源行业的工程师来说，简直是一剂强心针。它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师在旁边随时提供指导，让我不再害怕面对复杂的电路调试工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图文呈现方式非常适合现代读者的阅读习惯。无论是概念的引入还是复杂电路图的展示，都做到了清晰、不拥挤，阅读体验极佳。特别是书中对于元器件选型和参数计算的部分，给出了非常实用的参考数据和经验法则，这在很多纯理论书籍中是极度缺乏的。我特别关注了书中关于热管理策略的讨论，作者不仅介绍了基本的散热方法，还提到了先进的封装技术对热设计的潜在影响，这使得我的知识视野得到了极大的拓展。它让我意识到，一个优秀的开关电源设计，绝不仅仅是电路拓扑的堆砌，更是材料学、电磁学和系统工程的综合体现。对于那些希望将理论知识快速转化为实际设计能力的读者，这本书的实操指导价值是无可估量的。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前尝试过几本号称“入门”的电源书籍，但常常因为其晦涩的数学推导或者过于简化的描述而感到挫败。然而，这本《从零学起开关电源设计入门》成功地跨越了这些障碍。它没有过度依赖深奥的数学语言来解释物理现象，而是巧妙地利用直观的类比和丰富的实例来建立读者的直觉。例如，在解释开关电源中的损耗机制时，作者用非常生动的比喻，让我瞬间理解了开关损耗和传导损耗的差异及其对整体效率的影响。这种教学上的“人性化”处理，极大地降低了初学者的心理门槛，让他们能够更自信地探索后续更高级的主题。对于想要真正“从零开始”建立扎实基础，而非仅仅停留在表面概念的读者来说，这本书是绝佳的选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图和图示设计得非常出色，清晰地展示了复杂的电路原理和元件布局。作者在解释开关电源中的核心概念时，采用了循序渐进的叙述方式，使得即使是初次接触电子设计的人也能较快地把握住关键知识点。尤其值得称赞的是，书中对各种拓扑结构的对比分析非常到位，帮助读者在实际应用中做出更明智的选择。比如，在讲解反激式和正激式转换器时，不仅罗列了它们的优缺点，还结合具体的应用场景进行了深入剖析，这种实践导向的教学方法让人受益匪浅。我特别喜欢它在介绍保护电路和EMI抑制方面的章节，这些通常是入门书籍容易忽略但实际工作中又至关重要的部分，这本书给出了非常详尽的指导。对于希望系统学习开关电源基础知识并希望动手实践的工程师来说，这本教材无疑提供了一个坚实的起点。