活学活用模拟技术：电源电路设计技巧 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 马场清太郎 著，丁志强 译

图书标签:

• 模拟技术
• 电源电路
• 电路设计
• 仿真
• SPICE
• 电力电子
• 开关电源
• 电路分析
• 实用技巧
• 电子工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030374707

版次：1

商品编码：11281335

包装：平装

丛书名： 活学活用模拟技术

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸

页数：336

字数：420000

正文语种：中文

内容简介

　　《活学活用模拟技术：电源电路设计技巧》从实际应用出发，在介绍电源电路工作原理的同时，重点讲解电源电路的设计方法和技巧。《活学活用模拟技术：电源电路设计技巧》主要介绍并联稳压器、三端稳压器、LDO稳压器、线形稳压器、开关稳压器等设计要点，以及降压型转换器、开关电源、升压型转换器、反转型转换器及新型转换器、DC-DC转换器等设计方法。

作者简介

　　马场清太郎，1971年毕业于东京工业大学电子物理工学系
　　1971年至今就职于Maker，从事各种电子电路的设计，经常向《晶体管技术》杂志投稿

内页插图

目录

第1章 电源电路设计概要
1.1 电源电路正常运行才能实现其功能
1.2 制作输出稳定电压的电源电路
1.3 使用直流的两种电源电路
1.4 设计实用电源系统须知
1.5 进行电源电路设计时有必要考虑负载的性质
1.6 直流稳定电源的发展趋势
1.7 何谓理想的电源电路
1.8 电源电路的重要特性——效率
1.9 直流稳定电源设计的第一步是方式的选择

第2章 并联调节器
2.1 控制器件与负载并联接入的并联调节器
2.2 并联调节器lC的使用方法
2.3 齐纳二极管与并联调节器IC的特性

第3章 三端调节器
3.1 串联调节器简介
3.2 典型的三端调节器
3.3 使用三端调节器IC时的注意事项
附录 三端调节器的散热设计

第4章 LDO调节器
4.1 输入输出的电压差小，LDO调节器也能运行
4.2 串联调节器IC的使用方法
附录 输出晶体管的接地形式

第5章 线性调节器稳定运行
5.1 调节器产生振荡的机理
5.2 调节器IC的振荡原因
5.3 使调节器IC产生振荡的实验
附录 波德图的画法

第6章 开关调节器的基础
6.1 开关方式的特征
6.2 基本结构与运行
6.3 损耗的原因与对策
6.4 开关调节器的种类
6.5 制作简单的开关调节器

第7章 降压型变换器的基本电路
7.1 降压型变换器的电路
7.2 降压型变换器的设计步骤
7.3 试制降压型变换器
7.4 尝试让降压型变换器运行
7.5 降压型变换器实用化的条件

第8章 开关电源的电路形式
8.1 拓扑变换
8.2 电源电路的拓扑变换
8.3 各种电路的电压转换比
8.4 各种电路的特征

第9章 降压型变换器的实用电路
9.1 实用电源电路的功能
9.2 制作实用的降压型变换器
9.3 基于功率MOSFET的实用降压型变换器
9.4 目前采用的开关器件均是功率MOSFET
9.5 目前常用的降压型变换器lC的例子

第10章 升压型变换器的实用设计
10.1 升压型变换器的设计方法
10.2 试制升压型变换器
……

第11章 升降压型变换器
第12章 反转型变换器与新型变换器
第13章 DC-DC变换器与效率
第14章 高效率DC-DC变换器用lC
第15章 DC-DC变换器稳定运行
第16章 DC-DC变换器的高速控制
第17章 电感器与变压器
第18章 电阻和电容器的基础知识
第19章 电力半导体的基础知识
第20章 印制电路板的图案设计
参考文献

前言/序言

《活学活用模拟技术：电源电路设计技巧》 内容简介 本书旨在为广大电子工程师、技术爱好者以及相关专业的学生提供一本实用、易懂、深入的模拟电源电路设计指南。我们深知，在日新月异的电子技术领域，电源作为一切电子设备的“心脏”，其设计水平直接决定了产品的性能、可靠性、效率乃至成本。因此，本书力求摆脱枯燥的理论堆砌，以“活学活用”为核心理念，通过丰富的实例、精辟的分析和实用的技巧，引导读者掌握现代电源电路设计的精髓，解决实际设计中遇到的常见难题。 第一部分：模拟电源设计基础回顾与深入 在进入复杂的电源拓扑和设计流程之前，本书首先会系统回顾模拟电源设计的基础概念，并在此基础上进行深入的探讨，确保读者能够打下坚实的基础。 模拟电路基础回顾： 我们将简要回顾运算放大器、晶体管（BJT、MOSFET）等关键模拟器件的特性与工作原理，重点关注它们在电源电路中的应用，例如作为线性稳压器的核心元件，或者在开关电源中作为功率开关。这部分内容将以实用性为导向，突出器件在实际电路中的行为表现。 基本电源拓扑介绍： 线性稳压器（LDO）和开关稳压器（Buck, Boost, Buck-Boost）作为最常见的电源拓扑，其基本工作原理、优缺点、适用场景会在本章得到清晰的阐述。我们不会止步于理论的讲解，而是会结合实际的等效电路模型，深入分析其功率损耗、纹波产生机制以及瞬态响应特性。 功率器件的选择与考量： MOSFET和IGBT等功率器件是开关电源的核心，它们的选型直接影响电源的效率和可靠性。本章将详细介绍不同类型功率器件的关键参数（如Vds, Id, Rds(on), Qg, Vf, Trr等），并提供实用的选型指南，帮助读者根据具体应用需求，在成本、效率、散热和可靠性之间做出最佳权衡。我们将探讨RDS(on)与导通损耗、开关损耗与Qg、结电容等参数之间的关系，并提供计算和估算方法。 无源元件（电感、电容）的选型与应用： 电感和电容在电源电路中扮演着储能、滤波和频率补偿的重要角色。本章将深入剖析电感和电容的实际特性，包括ESR、ESL、饱和电流、额定电压、纹波电流能力等，并提供选择满足严苛应用需求的电感和电容的实用技巧。我们将讨论电感选择时如何考虑电流纹波、饱和问题，以及电容选择时如何平衡ESR、纹波抑制和寿命。 第二部分：线性稳压器的高级设计与优化 虽然开关稳压器因其高效率而越来越普及，但线性稳压器（特别是LDO）在对噪声敏感、纹波要求极低的应用中仍然不可替代。本书将深入探讨LDO的设计与优化。 LDO的基本原理与结构： 详细分析LDO的反馈回路、误差放大器、基准电压源和串联调整管等关键组成部分的工作原理。我们将着重讲解LDO的线性和负载调整率、输出电压纹波抑制（PSRR）、瞬态响应以及稳定性问题。 LDO的噪声与PSRR优化： 针对对输出噪声和电源纹波抑制要求极高的应用，本章将提供详细的优化方法。我们将分析不同噪声源（如器件自身的噪声、基准电压源的噪声）的贡献，并介绍降低噪声的有效手段，例如使用低噪声的器件、优化PCB布局、增加滤波电路等。关于PSRR，我们将深入解析其频率响应特性，并给出如何选择合适的电容来提升PSRR的方法。 LDO的瞬态响应分析与改进： 快速变化的负载是LDO设计的常见挑战。本章将深入分析LDO在负载瞬变时的动态行为，包括过冲和下冲的产生机制。我们将提供改进瞬态响应的技巧，如调整反馈回路的补偿，选择合适的输出电容，甚至采用多级稳压等策略。 低压差（LDO）稳压器设计： 针对输入输出电压差极小的应用，我们将探讨低压差LDO的设计要点，包括如何选择具有低导通压降的调整管，以及如何在低压差条件下保持良好的性能。 第三部分：开关稳压器的高效设计与噪声控制 开关稳压器以其高效率成为主流电源解决方案。本书将深入探讨Buck、Boost、Buck-Boost等拓扑的设计细节，并重点关注效率优化和EMI/EMC控制。 Buck（降压）变换器设计： 详细分析Buck变换器的基本工作原理，包括电流模式和电压模式控制。我们将深入探讨功率损耗的来源（传导损耗、开关损耗），并提供降低损耗的设计策略，例如选择低RDS(on)的MOSFET，优化电感和电容的选型，以及利用同步整流技术。 Boost（升压）变换器设计： 阐述Boost变换器的工作原理，并重点分析其在设计中可能遇到的挑战，如输入电流的连续性、输出电压的调节范围等。我们将提供如何优化Boost变换器的效率和稳定性的技巧。 Buck-Boost（升降压）变换器设计： 介绍Buck-Boost变换器的两种基本实现方式（非隔离和隔离），分析其各自的优缺点和适用场景。重点讲解其在设计中需要注意的输入输出电压范围、电流应力等问题。 多相交错升降压变换器设计： 针对大功率应用，多相交错技术可以显著提高效率、降低纹波和改善电磁兼容性。本章将详细介绍多相交错拓扑的工作原理、控制策略以及设计要点。 开关损耗的精细分析与降低： 开关损耗是影响开关电源效率的关键因素。本章将深入分析MOSFET的结电容、栅极电荷以及反向恢复损耗等对开关损耗的影响。我们将介绍软开关技术（如ZVS, ZCS）、SiC和GaN器件的应用，以及如何通过优化驱动电路和PCB布局来降低开关损耗。 EMI/EMC的根源分析与抑制： 开关电源产生的电磁干扰（EMI）是其应用中的一大挑战。本章将从EMI的产生机制出发，详细分析EMI的传导、辐射路径，并提供有效的抑制方法。我们将讲解如何通过优化PCB布局、增加滤波电路（EMI滤波器）、屏蔽以及采用差模和共模干扰抑制技术来满足EMI/EMC标准。 同步整流技术： 介绍同步整流技术的工作原理，以及如何通过使用MOSFET代替肖特基二极管来降低整流损耗，提高效率。我们将讨论同步整流的控制策略和实现方法。 第四部分：电源控制环路设计与稳定性分析 稳定的控制环路是电源正常工作的基石。本书将深入探讨各种控制模式下的环路设计与稳定性分析。 电压模式与电流模式控制： 详细对比分析电压模式和电流模式控制的优缺点，包括瞬态响应、易用性、带宽等。我们将重点讲解电流模式控制的斜率补偿问题以及如何实现电流共享。 PID控制器的设计与补偿： 介绍PID（比例-积分-微分）控制器在电源环路中的应用，以及如何根据系统特性选择合适的PID参数。我们将深入讲解频率补偿的原理，并提供多种补偿技术（如Type II, Type III补偿器）的设计方法，以确保环路稳定。 环路增益与相位裕度分析： 通过Bode图等工具，详细讲解如何分析电源控制环路的增益裕度和相位裕度，并给出如何通过调整补偿网络来改善环路稳定性。 瞬态响应优化： 除了基础的环路稳定性，本章还将探讨如何通过优化控制环路来改善电源的瞬态响应，以应对快速变化的负载。 第五部分：电源管理与集成解决方案 现代电源设计越来越趋向于集成化和智能化，本书也将涉足电源管理和集成解决方案。 DC-DC变换器集成IC应用： 介绍市场上主流的DC-DC变换器集成IC，包括其内部架构、控制模式、保护功能等。我们将提供实际选型和应用案例，指导读者如何快速搭建高效稳定的电源系统。 电源管理单元（PMU）的应用： 讲解PMU在复杂系统中的作用，包括多路电源输出、电源排序、电压监控、低功耗模式管理等。 电池充电管理： 针对便携式设备，本章将介绍锂电池充电的基本原理，以及各种充电管理IC的功能和应用。 隔离型电源设计基础（反激、正激）： 简要介绍隔离型电源的基本拓扑（反激、正激），以及在隔离设计中需要考虑的变压器设计、隔离要求等。 第六部分：PCB布局与散热设计 良好的PCB布局和散热设计是保证电源性能和可靠性的重要环节。 PCB布局的黄金法则： 详细讲解开关电源PCB布局的关键原则，包括电流回路最小化、关键信号路径布局、元件摆放顺序、地线处理等，以最大程度地减少EMI辐射和提高性能。 高频噪声的抑制： 针对高频开关噪声，提供具体的PCB布局和滤波技术，以降低噪声对敏感电路的影响。 散热设计策略： 深入分析电源中的热源，并介绍有效的散热方法，包括选择合适的散热器、利用PCB铜箔散热、强制风冷等，确保器件在安全温度范围内工作。 第七部分：实际案例分析与疑难解答 理论结合实践，本书将通过多个实际设计案例，演示如何将前面章节中学到的知识应用到实际工作中。 不同应用场景的电源设计实例： 例如，为高性能CPU供电的高效率Buck变换器设计，为低功耗传感器供电的低纹波LDO设计，为LED照明供电的恒流驱动电源设计等。 常见设计问题的排查与解决： 针对设计中经常遇到的问题，如输出不稳定、效率低下、EMI超标、器件过热等，提供系统性的排查思路和解决方案。 仿真工具的应用： 介绍常用的电源仿真工具（如LTspice, PSpice等）的使用方法，以及如何通过仿真来验证设计方案的正确性，并优化设计。 本书的特色： 强调“活学活用”： 每一章节都包含丰富的实例分析和实操技巧，避免空泛的理论。 深入浅出： 将复杂的模拟电源技术以易于理解的方式呈现，适合不同层次的读者。 全面实用： 涵盖了从基础到高级，从设计到优化的全流程，为读者提供全面的指导。 关注细节： 深入剖析电源设计中的关键细节，如PCB布局、散热、EMI控制等，这些细节往往是决定产品成败的关键。 前沿技术： 适度介绍SiC、GaN等新型器件在电源设计中的应用，以及智能化电源管理技术。 通过阅读本书，读者将能够建立起一套完整的模拟电源设计知识体系，掌握解决实际设计问题的能力，从而在电源设计领域游刃有余，创造出更高效、更可靠、更具竞争力的产品。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，主要源于我对电源设计技术本身的热情，以及在实践中遇到的种种挑战。我是一名在电子行业摸爬滚打多年的工程师，深知在实际的电源电路设计中，理论知识固然重要，但更关键的是那些经过实践检验的“技巧”和“窍门”。这本书的书名恰恰点出了这一点——“活学活用模拟技术：电源电路设计技巧”。我翻阅了一下目录，里面提到的很多内容，比如电源效率的优化、纹波抑制的各种方法、不同应用场景下的元件选择策略、以及高可靠性设计等等，都是我在日常工作中经常会遇到且需要深入研究的课题。我尤其对书中关于如何提高电源的瞬态响应和降低噪声的部分很感兴趣，因为这直接关系到产品在实际使用中的稳定性和用户体验。我之前在设计一款对信号纯净度要求极高的仪器电源时，就曾经在这方面吃过不少苦头，尝试了很多方法但效果都不理想。我相信这本书能为我提供一些全新的思路和实用的解决方案，帮助我突破瓶颈，做出更出色的设计。

评分☆☆☆☆☆

这本书我拿在手里，沉甸甸的，封面设计很沉稳，一看就是那种能讲透彻的专业书籍。我之前对电源设计一直有些模糊的概念，知道大概是怎么回事，但总觉得抓不住关键，尤其是在实际电路中遇到各种奇奇怪怪的问题时，就感觉自己是个门外汉。这本书的标题《活学活用模拟技术：电源电路设计技巧》就正中下怀，它强调“活学活用”和“技巧”，这比那些只讲理论、枯燥乏味的教科书要吸引人得多。我翻开目录，看到里面涵盖了各种电源拓扑，从最基本的线性电源到开关电源的各种高级应用，还有EMI/EMC、热管理、可靠性设计等等，这些都是我在实际工作中经常会遇到的难题。尤其是看到其中有专门章节讲解如何优化纹波、提高效率、降低损耗的技巧，这让我眼前一亮。我一直认为，理论知识很重要，但如果没有实用的方法和经验指导，很多时候就只能停留在纸上谈兵。这本书似乎能填补我在这方面的空白，让我从“知道”变成“做到”，从“懵懂”变成“精通”，期待着用里面的技巧去解决我手上那些棘手的电源问题，让我的设计更加稳定、高效。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书之前，我对电源设计领域的研究一直处于一种“知其然，不知其所以然”的状态。我见过很多复杂的电源电路图，也大概了解它们的工作原理，但当真正需要自己动手去设计一个性能优异、可靠性高的电源时，就感觉力不从心。这本书的出现，就像在我迷茫的道路上点亮了一盏灯。我特别喜欢它在介绍各种电源拓扑时，不仅仅停留在公式推导和原理说明，而是深入到实际应用中的细节，比如元件的选择、布局布线、瞬态响应的优化、以及如何应对各种干扰等等。我之前在做高频开关电源时，经常会遇到效率不高、发热严重的问题，很多时候不知道该从哪个环节入手去改进。这本书里的“技巧”部分，让我看到了一些非常具体、可操作的方法，比如如何根据负载特性选择合适的开关管，如何设计合适的滤波电路来抑制噪声，以及如何通过合理的PCB布局来减少寄生参数的影响。这些细节往往是决定一个电源性能的关键，也是最容易被初学者忽略的。我相信，通过认真研读这本书，我一定能大大提升我的电源设计水平，做出更符合实际需求的优秀产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面和排版都给人一种严谨而又不失亲和力的感觉。我最近正在负责一个对电源性能要求非常高的项目，需要设计一款能够在复杂电磁环境下稳定工作的电源模块。我之前查阅了不少资料，但总感觉碎片化，缺乏系统性。这本书的出现，正好解决了我的燃眉之急。我特别关注书中关于EMI/EMC设计的部分，这对我来说是最大的挑战之一。我一直对如何有效地抑制传导和辐射干扰感到困惑，书中关于滤波技术、屏蔽设计、以及PCB布局对EMC的影响等方面的内容，让我看到了解决问题的希望。另外，书中对热管理部分的讲解也十分细致，包括如何选择合适的散热器件，如何进行热仿真，以及如何优化电路设计来降低功耗和发热。这些都是保证电源长期稳定运行的关键因素。我之前在这方面经验不足，经常会遇到因过热导致性能下降甚至损坏的问题。这本书的“技巧”部分，就像一位经验丰富的老工程师在手把手教我，让我能够更自信地应对各种挑战，设计出更加可靠、高性能的电源产品。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚踏入电源设计领域不久的新人，我对于如何将课堂上学到的理论知识转化为实际的电路设计，一直感到有些迷茫。《活学活用模拟技术：电源电路设计技巧》这本书的出现，无疑为我指明了方向。我最看重的是它强调“技巧”和“活用”，这意味着它不会仅仅停留在枯燥的理论讲解，而是会深入到实际应用中的每一个细节。我尤其期待书中关于如何选择合适的元器件、如何进行PCB布局以减小寄生参数、以及如何有效地抑制电源的纹波和噪声等方面的指导。这些都是我目前最需要学习和掌握的技能。我之前尝试自己设计简单的电源电路时，经常会遇到一些难以解释的问题，比如输出电压不稳定、发热过大等，这些往往都与一些看似不起眼的设计细节有关。我相信通过阅读这本书，我能够系统地学习到这些关键的设计技巧，从而能够更自信地独立完成电源电路的设计任务，为我未来的职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

还不错 这个还行啦

评分☆☆☆☆☆

很实用的一本书，我很喜欢，谢谢！

评分☆☆☆☆☆

日本人写的电路设计的书都非常值得购买。

评分☆☆☆☆☆

看着蛮涨知识的 不过其中爱举例子 总体还好

评分☆☆☆☆☆

活学活用模拟技术：电源电路设计技巧 好评

评分☆☆☆☆☆

.便宜实惠纸质好，印刷也好

评分☆☆☆☆☆

很不错的书籍~

评分☆☆☆☆☆

物流真几把慢

评分☆☆☆☆☆

还可以吧。