開關穩壓電源的設計和應用 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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裴雲慶 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 穩壓電源
• 電源設計
• 電力電子
• 電路設計
• 機械工業齣版社
• SMPS
• 電源應用
• 電子工程
• 電源技術

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111304630

商品編碼：29482646144

包裝：平裝

齣版時間：2010-07-01

基本信息

書名：開關穩壓電源的設計和應用

定價：39.00元

作者：裴雲慶

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2010-07-01

ISBN：9787111304630

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是《電力電子新技術係列圖書》中的一冊，主要介紹開關穩壓電源的基本原理、設計方法及應用。本書共分11章。章介紹瞭開關電源技術的一些基本概念及發展史和發展趨勢。第2、3章分彆介紹在開關電源中常用的電力電子變換電路的拓撲及工作原理。第4章介紹瞭PWM變換器的數學模型。第5、6章分彆介紹開關電源中常用的電力電子器件和變壓器、電感、電容器等元器件。第7、8章介紹開關電源中主電路及控製係統的設計方法。第9章介紹開關電源中常用的功率因數校正技術的基本原理。0章介紹瞭開關電源的電磁兼容問題。1章為開關電源的應用，介紹瞭兩種小功率開關電源和兩種大功率開關電源的設計過程。
　　本書可供從事開關電源開發、設計和生産的工程技術人員閱讀，也可為高校電力電子技術、電氣自動化技術等專業師生提供參考。

目錄

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章　緒論
　1.1　關於開關穩壓電源
　1.2　開關電源的發展史
　1.3　開關電源的應用
　1.4　本書的基本結構
　參考文獻
第2章　PWM開關電路拓撲
　2.1　開關電源中申力電子電路的分類
　2.2　非隔離型DCDC變換電路
　　2.2.1　降壓（Buck）型電路
　　2.2.2　升壓（Boost）型電路
　　2.2.3　升降壓（BuckBoost）型電路
　　2.2.4　丘剋（Cuk）型電路
　　2.2.5　Sepic型電路
　　2.2.6　Zeta型電路
　2.3　隔離型電路
　　2.3.1　正激型電路
　　2.3.2　反激型電路
　　2.3.3　半橋電路
　　2.3.4　全橋型電路
　　2.3.5　推挽型電路
　2.4　整流電路
　　2.4.1　全橋整流電路
　　2.4.2　全波整流電路
　　2.4.3　倍流整流電路
　　2.4.4　同步整流技術
　2.5　迴饋型電路
　　2.5.1　非隔離迴饋型電路
　　2.5.2　隔離迴饋型電路
　2.6　小結
　參考文獻
第3章　軟開關技術
　3.1　軟開關的基本概念
　　3.1.1　硬開關與軟開關
　　3.1.2　零電壓開關與零電流開關
　3.2　軟開關電路的分類
　　3.2.1　準諧振電路
　　3.2.2　零電壓開關PWM電路和零電流開關PWM電路
　　3.2.3　零電壓轉換PWM電路和零電流轉換PWM電路
　3.3　典型的軟開關電路
　　3.3.1　零電壓準諧振電路
　　3.3.2　移相全橋型零電壓開關PWM電路
　　3.3.3　有源箝位正激型電路
　　3.3.4　零電壓轉換PWM電路
　　3.3.5　不對稱半橋型電路
　　3.3.6　軟開關PWM三電平直流變換器
　3.4　諧振變換電路的原理及分類
　3.5　典型的諧振變換電路
　　3.5.1　串聯諧振電路
　　3.5.2　並聯諧振電路
　　3.5.3　串並聯諧振電路
　3.6　小結
　參考文獻
第4章　開關電源控製係統的原理
　4.1　開關電路的建模
　　4.1.1　理想開關模型
　　4.1.2　狀態空間平均模型
　　4.1.3　小信號模型
　4.2　係統的傳遞函數
　　4.2.1　開關電路
　　4.2.2　PWM比較器
　　4.2.3　調節器
　4.3　基於小信號模型的分析方法
　　4.3.1　係統的穩定性
　　4.3.2　動態指標
　4.4　電壓模式控製和電流模式控製
　　4.4.1　電壓模式控製
　　4.4.2　峰值電流模式控製
　　4.4.3　平均電流模式控製
　4.5　並機均流控製的原理
　4.6　小結
　參考文獻
第5章　常用電力電子器件
第6章　無源器件
第7章　功率電路的設計
第8章　控製電路的設計
第9章　功率因數校正技術
0章　開關電源的電磁兼容問題
1章　開關電源設計實例

作者介紹

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文摘

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序言

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開關穩壓電源設計與應用：精密控製，驅動未來 在現代電子設備日益小型化、高性能化以及對能源效率要求不斷提高的今天，開關穩壓電源（Switched-Mode Power Supply, SMPS）以其卓越的效率、緊湊的體積和靈活的輸齣特性，已成為電子産品不可或缺的核心組件。從消費電子産品中的手機充電器、筆記本電腦適配器，到工業自動化領域的高精度儀器、通信基站，再到新能源領域的光伏逆變器、電動汽車充電樁，開關穩壓電源的身影無處不在，默默驅動著現代科技的進步。 本書旨在深入剖析開關穩壓電源的設計原理、關鍵技術、實際應用及其發展趨勢。我們將帶領讀者一同探索這一充滿挑戰與機遇的領域，理解其核心工作機製，掌握設計與優化的實用技巧，並洞察其在各行各業中的廣泛應用前景。 第一章：開關穩壓電源基礎理論 本章將為讀者打下堅實的理論基礎。我們將從最基本的電能轉換概念齣發，闡述與綫性電源的根本區彆，深入剖析開關穩壓電源之所以能夠實現高效率的關鍵——利用開關元件（如MOSFET、IGBT）的快速通斷來控製能量的存儲與釋放。 基本工作原理： 詳細介紹PWM（脈衝寬度調製）、PFM（脈衝頻率調製）等控製方式，以及它們如何通過改變占空比或頻率來調節輸齣電壓。 關鍵拓撲結構： 深入講解 Buck（降壓）、Boost（升壓）、Buck-Boost（升降壓）以及SEPIC、Ćuk等經典拓撲的電路結構、工作模式和數學模型。通過分析不同拓撲的優缺點，幫助讀者理解在不同應用場景下的選擇依據。 功率變換的理論基礎： 引入電感、電容在能量存儲中的作用，以及變壓器在隔離和電壓變換中的原理。探討電能損耗的來源，如導通損耗、開關損耗、磁芯損耗等。 反饋控製係統： 講解閉環控製係統的基本原理，包括誤差放大器、補償網絡（如PID控製器）的設計，以及它們在維持輸齣電壓穩定性和快速響應方麵的作用。 第二章：開關穩壓電源的關鍵器件與選型 本書將詳細介紹構成開關穩壓電源的核心電子元器件，並提供實用的選型指南，幫助讀者做齣經濟高效且性能可靠的設計。 功率開關器件： 深入研究MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）和IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的特性，包括導通電阻、開關速度、耐壓能力、柵極驅動要求等。分析不同型號器件的適用範圍。 續流二極管與同步整流： 講解二極管在電路中的作用，重點介紹肖特基二極管因其低正嚮壓降和快速恢復特性在高頻開關電源中的優勢。同時，將詳細介紹同步整流技術，分析其如何通過使用MOSFET替代二極管來大幅降低損耗，提高效率。 儲能元件： 深入探討電感和電容的設計與選型。包括電感值、飽和電流、直流電阻（DCR）以及電容的等效串聯電阻（ESR）、紋波電流承受能力、工作電壓和溫度特性。介紹各種類型的電感（如鐵氧體電感、功率電感）和電容（如陶瓷電容、電解電容、薄膜電容）的適用場景。 控製芯片（PWM控製器）： 介紹主流的PWM控製器芯片，包括其內部功能（如振蕩器、誤差放大器、驅動電路、保護功能等）、工作模式（如電壓模式、電流模式）以及如何根據應用需求選擇閤適的控製器。 其他輔助元件： 涉及電阻、穩壓二極管、光耦等元件的選型與作用。 第三章：開關穩壓電源設計流程與優化 本章將引導讀者進行實際的設計過程，並提供一係列優化策略，以實現高性能、高可靠性的開關穩壓電源。 設計流程概覽： 從明確的規格要求（輸入電壓範圍、輸齣電壓、輸齣電流、效率、紋波等）齣發，逐步展開設計過程。 拓撲結構選擇： 根據設計目標（如隔離需求、效率要求、成本預算等）選擇最閤適的電路拓撲。 功率元件計算與選型： 基於輸入輸齣參數，進行關鍵功率器件（開關管、二極管、電感、電容）的理論計算，並結閤實際器件手冊進行詳細選型。 反饋環路設計： 詳細講解頻率補償設計，包括伯德圖分析，如何設計補償網絡以確保係統的穩定性和快速瞬態響應。 PCB布局與布綫： 強調PCB布局對開關穩壓電源性能的至關重要性。講解如何減小寄生參數，降低電磁乾擾（EMI），優化散熱，以及關鍵信號綫的布綫技巧。 EMI/EMC設計： 介紹EMI/EMC的基本原理，分析開關穩壓電源産生的EMI來源，並提供濾波設計、屏蔽技術、接地策略等有效的抑製EMI/EMC的方法。 熱設計與散熱： 討論功率損耗與發熱問題，講解如何進行熱分析，選擇閤適的散熱器，以及優化PCB布局以改善散熱效果。 可靠性設計： 探討提高電源可靠性的關鍵因素，如元器件降額使用、過壓/過流/過溫保護電路的設計、元器件的壽命分析等。 第四章：開關穩壓電源的保護與測試 一個設計完善的開關穩壓電源不僅要性能優越，更要具備可靠的保護功能，並能通過嚴格的測試來驗證其設計。 過壓保護（OVP）： 講解不同類型的OVP電路（如TL431、比較器、專用的OVP IC），以及它們的工作原理和設置方法。 過流保護（OCP）： 介紹電流檢測方式（如電流互感器、檢測電阻、檢測MOSFET的RDS(on)）和OCP的觸發機製，包括逐周期電流限製和限流保護。 過溫保護（OTP）： 講解利用熱敏電阻、溫控開關等實現過溫保護的電路設計。 欠壓鎖定（UVLO）： 解釋UVLO在啓動和低輸入電壓下的保護作用。 短路保護（SCP）： 探討短路發生時的保護策略。 電源測試方法： 詳細介紹開關穩壓電源的各項性能測試，包括穩態輸齣電壓精度、負載調整率、電網調整率、輸齣紋波和噪聲、效率測量、瞬態響應測試、EMI/EMC測試、高低溫測試、老化測試等。 測試儀器介紹： 介紹常用的測試設備，如示波器、電源分析儀、電子負載、頻譜分析儀、LCR錶等。 第五章：開關穩壓電源的實際應用案例分析 本章將通過具體的應用場景，展示開關穩壓電源的設計理念和技術優勢。 消費電子領域： 智能手機充電器： 分析其對體積、效率、快充協議（如USB PD）的要求，以及氮化鎵（GaN）等新型功率器件的應用。 筆記本電腦適配器： 探討其對寬輸入電壓範圍、低待機功耗、高可靠性的需求。 工業控製與通信領域： 工業電源模塊： 強調其對寬溫工作、高可靠性、防護等級的要求，以及在PLC、伺服係統中的應用。 通信基站電源： 介紹其對高功率密度、高效率、冗餘設計、低EMI的要求。 新能源領域： 光伏逆變器： 探討其在大功率DC-AC轉換中的MPPT（最大功率點跟蹤）控製和高效率要求。 電動汽車充電樁： 分析其對高功率、高可靠性、安全性的需求，以及與車載電源的協同設計。 醫療電子領域： 醫療儀器電源： 強調其對低EMI、隔離要求、可靠性和生物相容性的嚴苛標準。 第六章：開關穩壓電源的發展趨勢與前沿技術 技術日新月異，本章將展望開關穩壓電源未來的發展方嚮，以及新興技術在其中的作用。 高頻化與小型化： 探討更高開關頻率帶來的效率提升和體積減小，以及相應的挑戰（如寄生參數、EMI）。 寬禁帶半導體器件（GaN、SiC）： 深入分析氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）等新型功率半導體材料的優勢，如更高的擊穿電壓、更低的導通電阻、更快的開關速度，以及它們如何推動電源的效率和功率密度達到新高度。 數字化與智能化控製： 探討數字信號處理器（DSP）和微控製器（MCU）在電源控製中的應用，實現更靈活的控製、更全麵的監測和更智能的保護。 多相交錯技術： 分析多相交錯技術如何實現高功率輸齣、降低輸齣紋波和提高可靠性。 無綫充電技術： 探討無綫充電在開關穩壓電源設計中的應用，以及其麵臨的挑戰和未來發展。 人工智能在電源設計中的應用： 展望AI技術在設計優化、故障預測、智能診斷等方麵的潛力。 通過本書的深入學習，讀者將不僅掌握開關穩壓電源的設計核心技能，更能深刻理解其在推動現代科技進步中的重要作用。無論您是電子工程專業的學生、緻力於電源研發的工程師，還是希望深入瞭解電子産品內部奧秘的技術愛好者，本書都將為您提供一份全麵、深入且實用的指南，助您在開關穩壓電源的世界裏遊刃有餘，設計齣驅動未來的卓越産品。

評分☆☆☆☆☆

在《開關穩壓電源的設計與應用》這本書中，我發現作者對於功率MOSFET、二極管、電感和電容等關鍵元器件的選擇和應用有著非常深刻的見解。我一直覺得，開關電源的性能很大程度上取決於這些“心髒”部位的元器件。作者詳細地闡述瞭不同類型元器件的特性麯綫、極限參數以及選擇時的注意事項，例如如何根據開關頻率、工作電壓和電流來選擇閤適的MOSFET，以及如何根據磁芯材料、工作頻率和溫升來設計電感。我尤其喜歡書中關於“器件損耗分析”的部分，它幫助我理解瞭不同元器件在開關過程中的能量損耗是如何産生的，以及如何通過選擇閤適的元器件和優化工作點來降低損耗，從而提高電源的整體效率。此外，書中還涉及瞭許多關於電源穩定性分析的理論，例如Bode圖的繪製和分析，這對於理解反饋控製係統的穩定性和調整環路參數至關重要，讓我對如何實現一個穩定可靠的開關電源有瞭更深層次的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書《開關穩壓電源的設計與應用》在電源的集成化和模塊化設計方麵也給瞭我不少啓發。作者在後續的章節中，探討瞭如何將多個開關電源模塊集成在一起，以及如何設計更緊湊、更高功率密度的電源解決方案。我尤其對關於多相交錯並聯技術和DC/DC轉換器集成方案的介紹很感興趣。這些技術在服務器電源、通信電源等高功率密度要求的領域非常普遍。作者通過案例分析，展示瞭如何利用這些先進的技術來提高電源的效率、降低紋波，並增強係統的可靠性。書中還對一些新興的電源技術，例如LLC諧振變換器和GaN（氮化鎵）功率器件的應用前景進行瞭展望，這讓我感到非常興奮，也意識到瞭這個領域還在不斷地發展和創新。總的來說，這本書的內容非常豐富，從基礎理論到前沿技術，都做瞭詳盡的闡述，是一本值得反復閱讀的參考書。

評分☆☆☆☆☆

我最近入手瞭一本《開關穩壓電源的設計與應用》，齣版社是機械工業齣版社，一直以來對電力電子領域都頗有興趣，尤其是開關電源，感覺它在現代電子設備中扮演著至關重要的角色。拿到這本書的當晚，我就迫不及待地翻閱起來，雖然我本身並非專業人士，但整體的編排和講解都讓我覺得很親切。書的開篇部分，作者並沒有直接深入到復雜的電路圖和計算公式，而是從開關電源的基本原理、發展曆程以及其相較於綫性電源的優勢等方麵進行瞭詳盡的闡述。這讓我能夠很好地理解開關電源之所以如此普及的原因，以及它為何能在效率和體積上取得如此顯著的突破。我特彆欣賞作者在介紹不同拓撲結構時，能夠結閤實際應用場景來展開，比如在講解Buck（降壓）和Boost（升壓）電路時，就舉例說明瞭它們在充電器、LED驅動等方麵的廣泛應用。這種“理論聯係實際”的講解方式，讓枯燥的技術概念變得生動易懂，也讓我對未來深入學習的路徑有瞭更清晰的認識。即使是一些基礎的概念，作者的錶述也相當嚴謹，用詞準確，讓我感覺自己是在一個可靠的知識體係中進行學習。

評分☆☆☆☆☆

讀完《開關穩壓電源的設計與應用》的前半部分，我最大的感受就是作者在理論推導和實際工程實現之間找到瞭一個絕佳的平衡點。在深入講解各種控製模式，比如電壓模式和電流模式控製時，作者不僅給齣瞭嚴謹的數學推導，還通過大量的圖示和仿真波形來輔助說明。這些圖示非常清晰，即使是對於我這樣需要一點時間來理解抽象概念的讀者來說，也能夠迅速把握其精髓。我尤其對其中關於補償環節的設計部分印象深刻，作者詳細介紹瞭不同類型的補償器（如PI、PID）及其對係統穩定性和瞬態響應的影響，並且給齣瞭具體的元器件選型建議。這部分內容對於實際動手設計來說至關重要，讓我意識到理論計算和實際調試之間的差距可以通過閤理的補償設計來彌閤。此外，書中關於EMI（電磁乾擾）的設計和抑製章節也讓我受益匪淺。在電子設備日益集成化的今天，EMI是一個不容忽視的問題，作者從源頭抑製和濾波等多個維度進行瞭分析，並提供瞭一些實用的布局和布綫建議，這對於避免産品在後期齣現不可控的電磁兼容問題非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

對於《開關穩壓電源的設計與應用》這本書，我必須說，它是一本非常紮實的參考書，尤其在電源保護和可靠性設計方麵，作者給齣瞭非常全麵的指導。在處理過載、短路、過溫等異常工況時，書中詳細介紹瞭各種保護電路的設計原理和實現方法，例如軟啓動、過電流保護、過電壓保護以及溫度補償等。我特彆關注瞭關於恒流恒壓（CC/CV）輸齣的設計章節，這對於設計充電器、電池管理係統等應用至關重要。作者不僅僅是給齣瞭原理圖，還深入分析瞭關鍵元器件的選型原則，以及如何通過閤理的元器件組閤來達到預期的性能指標。另外，書中關於PCB布局和散熱設計的章節也給予瞭我很大的啓發。開關電源在工作時會産生大量的熱量，如何有效地將熱量散發齣去，保證器件的穩定工作，是影響電源可靠性和壽命的關鍵因素。作者提供的關於散熱器選型、風扇選擇以及PCB散熱通道設計的建議，都非常具有實踐指導意義。