开关电源设计入门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

沙占友，庞志峰，周万珍 等 著

图书标签:

• 开关电源
• 电源设计
• 电力电子
• SMPS
• 电路设计
• 电子工程
• 入门
• 电源技术
• 变压器
• 控制电路

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512332560

版次：1

商品编码：11111217

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-01-01

用纸：胶版纸

页数：260

字数：358000

正文语种：中文

内容简介

《开关电源设计入门》全面、深入、系统地阐述了开关电源设计的入门知识，并给出典型设计实例。《开关电源设计入门》遵循先易后难、化整为零、突出重点和难点的原则，在介绍开关电源基本原理与构成的基础上，首先将开关电源划分成若干个基本单元电路，依次阐述开关电源一次侧、二次侧电路及反馈电路的设计，再阐述高频变压器的设计，然后介绍整机电路设计的关键技术，最后对30种开关稳压器、交／直流开关电源及特种开关电源的电路做了深入分析。所述内容可帮助读者快速、全面、系统地掌握开关电源的设计与制作知识。
《开关电源设计入门》融实用性、科学性于一体，内容由浅人深，循序渐进，通俗易懂，图文并茂，是一本开关电源的入门指南，适合开关电源行业中的工程技术人员和初学者阅读。

作者简介

沙占友，1968年毕业于南开大学，河北科技大学二级教授，博士生导师，享受国务院政府特殊津贴专家，校级教学名师，河北省优秀教师。长期从事数字化测量技术、智能传感器系统及开关电源的研究工作。已出版《开关电源优化设计》、《LED照明驱动电源优化设计》、《数字化测量技术》（高校教材）、《单片机外围电路设计》（获全国优秀畅销书奖）、《单芯片交换式电源设计与应用技术》（中国台湾·全华科技图书股份有限公司）、《智能传感器系统设计与应用》等60部著作，发表学术论文342篇。曾先后获得河北省普通高校优秀教学成果一等奖、河北省科技进步奖、河北省十大发明奖和’97布鲁塞尔尤里卡银奖。

内页插图

目录

前言

第一章 开关电源的基础知识
第一节 开关电源名词解释
第二节 集成稳压电源的分类
一、集成稳压电源的分类
二、开关电源的分类
第三节 开关电源与线性电源的性能比较
一、开关电源的主要特点
二、开关电源与线性电源的性能比较
第四节 开关电源的基本原理
一、开关电源的工作方式
二、脉宽调制控制器的基本原理
三、单片开关电源的构成与基本原理
第五节 开关电源集成电路的产品分类
一、PWM控制器集成电路的产品分类
二、单片开关电源集成电路的产品分类
三、开关稳压器集成电路的产品分类

第二章 开关电源的基本电路
第一节 基准电压源电路
一、传统基准电压源的基本原理
二、带隙基准电压源的基本原理
第二节 误差放大器电路
第三节 电压控制型开关电源的基本电路
第四节 电流控制型开关电源的基本电路
第五节 电荷泵式开关电源的基本电路
第六节 基于电感电流连续导通模式的恒流驱动电路
第七节 反馈电路的基本类型
第八节 开关电源的过热保护电路

第三章 开关电源单元电路的设计
第一节 输入保护电路的设计
一、输入保护电路的基本构成
二、熔丝管
三、熔断电阻器
四、负温度系数功率热敏电阻器
五、压敏电阻器
第二节 电磁干扰滤波器的设计
一、电源噪声及其抑制方法
二、简易电磁干扰滤波器的设计
三、复杂电磁干扰滤波器的设计
第三节 开关电源输入整流滤波电路的设计
一、输入整流管的选择
二、输入整流桥的选择
三、输入滤波电容器的选择
四、倍压整流及交流输入电压转换电路的设计
第四节 开关稳压器输入整流滤波电路的设计
一、输入整流滤波器的选择与设计曲线
二、输入整流滤波器的设计步骤
三、输入整流滤波器的设计实例
第五节 功率开关管的选择
一、双极型功率开关管的选择方法
二、MOSFET功率开关管的选择方法
三、IGBT功率开关管的选择方法
第六节 漏极钳位保护电路的设计
一、漏极上各电压参数的电位分布
二、漏极钳位保护电路的基本类型
三、漏极钳位保护电路的设计方法及实例
第七节 输出整流管的选择
一、快恢复及超快恢复二极管的选择
二、肖特基二极管的选择
三、几种整流管的性能比较
第八节 输出滤波电容器的计算与选择
一、输出滤波电容器的容量计算
……
第四章 高频变压器的设计
第五章 开关电源整机电路设计的关键技术
第六章 开关稳压器及直流开关电源的电路分析
第七章 AC／DC式开关电源的电路分析
第八章 特种开关电源的电路分析

参考文献

前言/序言

《低压直流电源系统构建与优化：从理论到实践》 一、 概述 本书旨在为读者提供一个全面、深入理解低压直流（LVDС）电源系统构建与优化的知识框架。我们将跳脱传统单一开关电源的设计视角，将目光聚焦于构成一个完整、稳定、高效的低压直流供电网络所需的各个环节。从基础的电能转换原理，到复杂的系统级集成与控制，再到实际应用中的可靠性保障与性能提升，本书将逐步揭示低压直流电源系统的奥秘，帮助读者掌握从概念设计到实际部署的全过程。 本书的读者对象包括但不限于：电子工程领域的初学者、寻求系统化知识的在职工程师、对新能源领域直流供电感兴趣的研究人员、以及任何希望深入了解现代电子设备背后供电逻辑的读者。我们力求以一种循序渐进、逻辑清晰的方式，将复杂的理论概念转化为易于理解的知识，并辅以大量的工程实践案例，确保读者在阅读过程中能够融会贯通，触类旁通。 二、 核心内容深度剖析 第一部分：低压直流电源系统的基础理论与核心组成 1. 直流电源的本质与发展演进： 直流电的历史回溯： 简要回顾直流电与交流电的“战争”，以及直流电在现代电子设备中的不可替代性。 低压直流的定义与应用场景： 明确低压直流的电压范围（例如，常见于 3.3V、5V、12V、24V、48V 等），并详细列举其在消费电子、通信基站、工业自动化、医疗设备、新能源储能系统、电动汽车等领域的广泛应用。 与高压直流（HVDC）的区分与联系： 阐述二者在电压等级、传输距离、应用场景上的差异，以及在大型能源互联网中的潜在协同作用。 直流供电的优势分析： 深入探讨直流供电在提高系统效率、简化设计、减少电磁干扰（EMI）、便于集成储能等方面相较于传统交流供电的显著优势。 2. 低压直流电源系统的基本构成单元： 电能输入与预处理： 交流市电输入接口： 探讨AC-DC转换前的输入滤波、浪涌保护、EMI抑制等设计考量。 新能源直入接口： 分析太阳能光伏、风力发电等直流源的接入特点、MPPT（最大功率点跟踪）技术的基本原理及在直流系统中的应用。 电池储能接口： 介绍不同类型电池（铅酸、锂离子、镍氢等）的特性，以及电池管理系统（BMS）在充电、放电、保护、均衡等方面的关键作用。 电压转换核心模块： DC-DC转换拓扑概览： 详细介绍 Buck (降压)、Boost (升压)、Buck-Boost (升降压)、Cuk、SEPIC、Flyback 等经典DC-DC转换拓扑的原理、工作波形、效率特点、适用场景及优缺点。重点分析每种拓扑在低压应用中的具体考量，如元件选择、功率损耗、瞬态响应等。 多相与并联技术： 探讨如何通过多相转换提高输出电流能力和降低纹波，以及DC-DC变换器的并联冗余与均流技术，以满足大功率或高可靠性需求。 非隔离型与隔离型DC-DC： 深入分析隔离型DC-DC（如Flyback, Forward, Half-Bridge, Full-Bridge）在安全隔离、EMI抑制、多路输出方面的优势，以及其设计复杂性与效率折衷。 电压稳定与滤波单元： 输出电压反馈与调节： 讲解电压模式控制、电流模式控制（峰值电流控制、平均电流控制）等控制策略的原理与优劣，以及PID控制在其中的作用。 输出滤波设计： 详细阐述LC滤波器、RC滤波器、EMI滤波器在抑制输出电压纹波、瞬态响应改善、电磁兼容性（EMC）达标中的作用。分析滤波器参数的选取方法，以及如何与负载特性相结合进行优化。 保护与监控模块： 过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）、短路保护（SCP）： 介绍不同保护机制的实现方式、触发原理、响应速度要求，以及如何通过硬件电路或微控制器实现。 过温保护（OTP）： 分析温度传感器在电源模块中的位置与作用，以及过温报警与关断策略。 系统状态监控与通信： 探讨遥测（电压、电流、温度、状态指示）和遥控（开关机、参数设置）在现代直流电源系统中的重要性，以及I2C、PMBus、CAN、RS485等通信接口的应用。 第二部分：低压直流电源系统的系统级设计与集成 1. 系统架构设计原则： 模块化设计思想： 强调采用标准化的电源模块，如DC-DC转换模块、AC-DC模块、电池充电模块等，实现系统的灵活配置、易于维护和快速升级。 冗余与备份策略： 详细讲解N+1冗余、2N冗余等配置方式，以及如何通过双母线、自动切换等技术提升系统供电的连续性和可靠性，特别是在关键应用场景下。 功率分配与均衡： 分析如何合理分配不同功率模块的负载，以及在多路输出或多源输入的系统中实现功率的有效利用和负载均衡。 热管理与散热设计： 深入探讨电源系统的整体散热方案，包括自然散热、强制风冷、液冷等，以及PCB布局、元件选型对散热性能的影响。 2. 高效率与低损耗设计： 能效标准与认证： 介绍如能源之星（Energy Star）、80 PLUS等与电源效率相关的国际标准，以及在设计中如何满足这些标准。 软开关技术： 讲解零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的原理，以及它们如何显著降低功率器件的开关损耗，提高转换效率，尤其是在高频工作时。 功率器件选择与优化： 分析MOSFET、IGBT、GaN（氮化镓）、SiC（碳化硅）等功率半导体的特性，以及如何根据应用需求选择最优的器件。讨论栅极驱动电路的设计对开关性能的影响。 磁性元件设计与优化： 深入探讨变压器、电感器的设计原则，包括磁芯材料选择、绕组结构、功率损耗分析（铜损、铁损），以及如何通过集成化设计减小尺寸和提高效率。 无负载功耗（No-load Power Consumption）的降低： 分析低负载或空载时电源的功耗来源，并介绍相应的优化技术，如轻载高效模式（Light Load Efficiency Mode）。 3. 电磁兼容性（EMC）设计： EMC基础理论： 解释辐射发射（RE）、传导发射（CE）、抗电磁干扰（EMI）、静电放电（ESD）等基本概念。 EMI的产生机理： 分析开关电源中EMI的主要来源，如开关噪声、寄生参数耦合、PCB走线等。 EMC设计技术： 详细介绍如何通过PCB布局优化（如关键信号线短而直、地线设计、电源/地平面）、屏蔽技术、滤波技术（差模、共模滤波）、器件选择（如低EMI的元器件）、时序控制等来抑制EMI。 EMC测试与认证： 介绍常见的EMC测试项目和标准（如FCC、CE），以及如何在设计阶段就考虑测试要求，降低后期整改的风险。 4. 可靠性与长寿命设计： 元器件的寿命与可靠性： 分析电解电容、固态电容、功率器件、连接器等关键元器件的失效模式和可靠性指标（MTBF）。 降额设计原则： 阐述在电压、电流、功率、温度等方面对元器件进行合理降额，以延长其使用寿命。 环境适应性设计： 考虑工作温度范围、湿度、振动、海拔等环境因素对电源系统稳定性和可靠性的影响，并提出相应的对策。 故障分析与失效模式（FMEA）： 介绍如何通过系统性的故障模式与影响分析，提前识别潜在的失效风险，并设计相应的预防和缓解措施。 第三部分：低压直流电源系统的应用与发展趋势 1. 典型应用场景深入解析： 通信基站供电系统： 分析其对可靠性、冗余性、效率、功率密度、模块化要求，以及在分布式供电、混合供电（市电+电池+新能源）中的设计挑战。 工业自动化与控制系统： 探讨在恶劣工业环境下的EMC、防爆、宽温域等特殊需求，以及对24V、48V直流母线系统的应用。 数据中心直流供电： 介绍集中式直流配电、分布式直流转换、高压直流（400V DC）到低压直流（12V/48V DC）的转换，以及其在高效率、高功率密度方面的优势。 新能源系统（光伏、储能）： 深入分析MPPT控制器、DC-AC逆变器、DC-DC升压/降压模块、BMS在新能源系统中的集成与协同工作。 电动汽车（EV）车载充电与DC-DC转换： 讲解车载DC-DC转换器在电池充放电管理、低压用电系统供电中的作用，以及高压转低压（HV-LV）DC-DC的设计挑战。 2. 智能化与数字化电源管理： 数字电源控制： 介绍采用微控制器（MCU）或数字信号处理器（DSP）进行电源控制的优势，如更灵活的算法实现、更精确的参数调节、更强的自适应能力。 电源管理与通信协议： 深入探讨PMBus、I2C、SMBus等数字通信协议在电源监控、配置、故障诊断和远程管理中的应用。 预测性维护与自诊断： 探讨如何利用数据分析和机器学习技术，实现电源系统的预测性维护，提前发现潜在故障。 能源互联网中的角色： 分析低压直流电源系统在智能电网、微电网、能源互联网中的作用，以及其与能源管理系统的协同。 3. 未来发展趋势展望： 更高功率密度与集成度： 探讨新材料（GaN、SiC）、新工艺（三维集成）以及多功能集成（如电源、通信、控制一体化）在提升电源性能方面的前景。 极致能效与绿色能源： 随着环保意识的提升，对电源效率的要求将不断提高，以及如何更好地集成和管理可再生能源。 柔性化与智能化供电： 探讨未来供电系统如何更加智能化、自适应化，以满足日益多样化的电子设备需求。 安全性与网络安全： 在数字化和互联互通日益普遍的情况下，电源系统的网络安全也成为一个重要的考量因素。 四、 实践导向与案例分析 本书并非纯粹的理论堆砌，我们将在每个章节中穿插大量的工程实践案例、设计流程图、电路示意图、PCB布局图、仿真结果以及实际测试数据。读者将通过这些案例学习： 具体元器件的选择与计算： 如何根据规格书选择合适的电感、电容、功率器件、控制器IC等，并进行详细的参数计算。 PCB布局与布线技巧： 如何优化PCB布局，以减小寄生参数、抑制EMI、提高散热性能。 调试与测试方法： 如何使用示波器、电源分析仪、EMC测试仪等设备对电源系统进行调试和性能验证。 典型故障的分析与排除： 结合实际案例，讲解常见电源故障的原因及排除方法。 不同应用场景下的设计权衡： 通过对比分析，展示在不同应用需求下，设计方案的差异与权衡。 五、 结语 《低压直流电源系统构建与优化：从理论到实践》致力于为读者构建一个全面、深入、实用的低压直流电源设计知识体系。我们希望通过本书，能够帮助读者不仅理解“如何设计一个电源”，更能理解“如何设计一个优秀、可靠、高效的电源系统”，从而在快速发展的电子技术领域中，成为一名具备系统设计能力的优秀工程师。 ---

评分☆☆☆☆☆

说实话，在拿到这本书之前，我对开关电源的认知仅限于“它能把电压变高或变低”。然而，《开关电源设计入门》这本书彻底改变了我的看法。它深入浅出地剖析了各种开关电源的拓扑结构，比如 Buck、Boost、Buck-Boost 等，并且对它们的优缺点、适用场景都做了详细的对比分析。最让我惊喜的是，书中并没有回避实际设计中会遇到的各种挑战，比如效率问题、纹波问题、电磁干扰（EMI）问题等等。作者不仅指出了这些问题，更重要的是，他给出了切实可行的解决方案和设计技巧。我印象最深刻的是关于 EMI 的章节，它不仅解释了 EMI 的产生原因，还提供了多种抑制 EMI 的方法，包括PCB布局、元器件选型、屏蔽等，这些都是我在其他资料中很少能看到的宝贵经验。这本书不仅仅是理论的堆砌，更是作者多年实践经验的凝结，让我能够提前预判设计过程中可能遇到的坑，并学会如何规避。这对于我来说，无异于一份珍贵的“避坑指南”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是为我这样的电子爱好者量身定做的。我一直对各种电子设备内部的“心脏”——开关电源——充满了好奇，但又苦于找不到合适的入门资料。市面上很多书籍要么过于理论化，充斥着我难以理解的公式和图表，要么就直接跳到复杂的应用，让我摸不着头脑。而《开关电源设计入门》这本书，则恰好填补了这一空白。它用一种非常直观且易于理解的方式，循序渐进地讲解了开关电源的基本原理、关键组件的作用以及一些常见的拓扑结构。我尤其喜欢书中对每一个概念的解释都配有清晰的插图和实际应用的例子，这让我不再是孤立地记忆那些枯燥的知识点，而是能将它们与现实世界中的产品联系起来。读这本书，就像是有一个经验丰富的工程师在我身边手把手地教导，每一个环节都讲解得非常到位，让我对开关电源的整体架构和工作流程有了清晰的认识。甚至一些看似微不足道的细节，比如如何选择合适的电感、如何计算滤波电容的容值，书中也给出了非常实用的指导。这让我觉得，原来设计一个基本的开关电源并非遥不可及。

评分☆☆☆☆☆

我之前尝试过阅读一些关于电力电子学的书籍，但总感觉内容过于晦涩，特别是涉及到复杂的数学推导时，往往让我望而却步。而《开关电源设计入门》这本书，在保持专业性的同时，却做到了出人意料的通俗易懂。它在讲解过程中，更多地侧重于概念的理解和实际的应用，而不是沉溺于繁琐的数学证明。例如，在解释 PWM 控制原理时，书中通过生动的比喻和图示，让我瞬间理解了占空比与输出电压之间的关系，而不需要去深究那些复杂的傅里叶变换。此外，书中还提供了一些非常实用的设计工具和参考电路，这对于初学者来说，能够极大地降低上手的门槛。我特别喜欢其中关于元器件选型部分的讲解，它详细介绍了不同类型电容、电感、MOSFET 等在开关电源设计中的作用和选择依据，并且还给出了一些推荐的型号和参数范围。这本书让我觉得，即使是没有深厚的数学功底，也能通过勤奋的学习和实践，掌握开关电源的设计技能。

评分☆☆☆☆☆

我算是一个对电子产品有浓厚兴趣的爱好者，平时喜欢折腾一些小玩意儿。之前就对开关电源这个神奇的东西很感兴趣，但一直找不到一个好的切入点。市面上相关的书籍要么太专业，要么就是一些简单的科普，真正能够指导我进行实际设计的却很少。直到我遇到了《开关电源设计入门》这本书。这本书的语言非常接地气，没有那些高高在上的学术腔调。它从最基础的概念讲起，一步步深入，让我这个初学者也能轻松跟上。书中不仅讲解了原理，还提供了大量的实践建议，比如如何使用示波器测量波形、如何进行实际的参数调试等等。这些内容对于我这样的爱好者来说，简直是太有用了！让我觉得，原来自己也能动手尝试去设计一个简单的开关电源，而不只是停留在理论层面。这本书为我打开了一扇新的大门，让我对电子设计有了更深的认识和更大的热情。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在校的电子工程专业的学生，我一直在寻找一本能够帮助我深入理解开关电源设计的书籍。《开关电源设计入门》这本书，确实给我带来了不少启发。它在讲解理论知识的同时，非常注重与实际工程应用的结合。书中不仅介绍了各种开关电源的基本原理和电路拓扑，还包含了大量实际案例分析，从简单的线性稳压器到复杂的宽范围开关电源，都有涉及。这些案例分析让我能够看到理论知识是如何转化为实际产品的，并且了解在实际设计中需要考虑哪些细节。我尤其欣赏书中关于PCB布局和接地技巧的讲解，这对于抑制噪声和提高电路稳定性至关重要。虽然我还没有机会完全按照书中的方法去设计一个完整的开关电源，但这本书已经为我打下了坚实的基础，并且让我对未来的学习和实践充满了信心。它是一本非常好的参考书，适合在学习过程中随时查阅，巩固知识。

评分☆☆☆☆☆

内容丰富正版有帮助值得收藏

评分☆☆☆☆☆

京东自营配送就是快，现在买东西都不爱去超市了，这个可以。

评分☆☆☆☆☆

风格 现代简约

评分☆☆☆☆☆

里面有书页只有一半，一星都不想给

评分☆☆☆☆☆

很好，说的比较基础，适合初学人员

评分☆☆☆☆☆

分类 换鞋凳

评分☆☆☆☆☆

书不错，能学到不少东西，可能我还没有入门，有些地方看不懂

评分☆☆☆☆☆

很不错，优惠力度很大，每年都会买很多书

评分☆☆☆☆☆

挺实用的一本书，往研发路上走得要多看看，赞一个！