开关电源实例电路测试分析与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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葛中海 编

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• 开关电源
• 电源设计
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• 实例电路
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• 电源调试
• 电路设计
• 电子工程

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121265310

版次：1

商品编码：11758348

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：280

正文语种：中文

内容简介

本书比较系统地介绍开关电源基础理论和应用实例，主要内容包括开关电源的基本理论（概述）、开关电源单元电路、自激式开关电源、他激式开关电源、低压DC-DC变换器、单片集成式开关电源及开关电源设计等知识。在书中，笔者提供许多开关电源实例，根据电路板反绘出原理图，结合关键节点的直流电压或交流波形，深入浅出地剖析了开关电源的工作原理，希望给读者以引领和启示。
本书面向实际需要，理论联系实际，通过大量具体的测试实验，通俗易懂地介绍开关电源的基础知识和特殊应用设计。

作者简介

葛中海，东北重型机械学院毕业后，先后服务于广东金正电子公司、广东步步高电子公司从事VCD、DVD、portable（便携式）VCD、开关电源和各型充电器的设计、研发工作。2004年8月，到中山市高级技工学校任职，讲授《电子电路基础》、《电子电路绘图》等课程。

目录

第1章概论
1.1稳压电源的比较
1.1.1线性电源的结构与特点
1.1.2开关电源的结构与特点
1.2开关电源的基本构成
1.2.1开关电源的基本构成
1.2.2开关电源的稳定度
1.3开关电源的分类
1.3.1按开关管的激励脉冲方式分类
1.3.2按转换器的电路结构方式分类
1.3.3按开关管的脉冲调制方式分类
第2章开关电源的单元电路
2.1开关电源的基本单元电路
2.1.1开关电源的输入电路
2.1.2开关电源的功率转换电路
2.1.3开关电源的输出电路
2.1.4开关电源的保护电路
2.2开关电源的特殊单元电路
2.2.1消磁电路
2.2.2功率因数校正（PFC）电路
第3章自激式开关电源的原理与应用
3.1自激式开关电源的工作原理
3.1.1概述
3.1.2自激式开关电源的工作原理
3.1.3自激式开关电源简易电路
3.2自激式开关电源的应用
3.2.1三星USB手机充电器型i899（仿品）
3.2.2诺基亚USB手机充电器AC-8C
3.2.3惠普HP1018打印机开关电源
3.2.4兄弟牌MFC7420多功能一体机开关电源
3.2.5爱普生B161B打印机开关电源
3.2.6爱普生LQ―300K打印机开关电源
3.3自激式开关电源有关问题的探讨
第4章他激式开关电源的原理与应用
4.1他激式开关电源的类型与工作原理
4.1.1概述
4.1.2反激式开关电源的工作原理
4.2反激式开关电源的应用
4.2.1手机充电器
4.2.2LED广告牌开关电源
4.2.3电流模式控制器NCP1200
4.2.4佳能打印机开关电源
4.2.5戴尔笔记本电脑适配器
4.2.6惠普笔记本电脑电源适配器
4.3半桥式开关电源
4.3.1脉宽调制型控制器TL494
4.3.2半桥式开关电源
4.4反激式开关电源有关问题的探讨
第5章非隔离型DC-DC转换器
5.1Buck转换器
5.1.1Buck转换器基础
5.1.2Buck转换器的应用
5.2Boost转换器
5.2.1Boost转换器基础
5.2.2Boost转换器的应用
第6章单片集成式开关电源
6.1单片集成式开关电源的概述
6.1.1单片集成式开关电源的主要类型
6.1.2单片集成式开关电源的工作原理
6.2单片集成式开关电源的应用
6.2.1三星手机充电器（TAD037CBC）开关电源
6.2.2机床稳压电源
第7章开关电源电路设计
7.1自激式开关电源的设计
7.1.1自激式开关电源
7.1.2技术指标
7.1.3占空比与工作频率的选定
7.1.4直流输入电压UI的确定
7.1.5一次绕组峰值电流、匝数比及一次绕组电感量的确定
7.1.6磁心的选用及匝数N1、N2和N3的确定
7.1.7变压器的设计
7.1.8极限工作参数
7.1.9开关管的电压与电流
7.1.10输出二极管的选用
7.1.11输出电容的选用
7.1.12控制电路的选用
7.2反激式开关电源的设计
7.2.1反激式开关电源的电路结构
7.2.2技术指标
7.2.3占空比、频率f和输出直流电压的确定
7.2.4一次绕组峰值电流、匝数比及一次绕组电感量的确定
7.2.5绕组匝数的确定及有关参数的验证
7.2.6功率MOSFET的选用
7.3正激式开关电源的设计
7.3.1技术指标
7.3.2工作频率的确定
7.3.3最大导通时间的确定
7.3.4变压器二次绕组输出电压和匝数比的计算
7.3.5变压器二次绕组输出电压的计算
7.3.6变压器二次绕组输出电压的计算
7.3.7恢复电路设计
7.3.8MOSFET的选用
7.3.9恢复二极管的选用
7.3.10输出二极管的选用
7.3.11变压器参数的计算
7.3.12输出扼流圈的计算
参考文献

前言/序言

《电力电子变换器实用设计》 一、 本书概述 《电力电子变换器实用设计》是一本侧重于理论与实践相结合的专著，旨在为电力电子领域的工程师、研究人员以及相关专业的学生提供一套全面、深入且极具参考价值的设计指南。本书不同于市面上许多仅限于理论讲解或零散案例堆砌的文献，它将复杂的电力电子变换器原理，通过清晰的逻辑链条，结合实际工程应用中的典型问题，层层剖析，直至给出切实可行的设计思路与方法。本书的核心价值在于其“实用性”——它关注的不仅仅是“如何工作”，更是“如何以最优化的方式设计出稳定、高效、可靠的变换器”。 本书涵盖了电力电子变换器设计的多个关键环节，从基础理论的梳理，到具体拓扑的选择与分析，再到关键器件的选型、控制策略的设计，直至PCB布局、热管理以及可靠性评估等工程化要素，无不涉及。它提供了一套系统化的设计流程，帮助读者建立起完整的电力电子系统设计思维框架。 二、 读者定位与价值 本书面向的读者群体广泛，包括但不限于： 电力电子工程师： 无论您是初入行的新手，还是经验丰富的资深工程师，本书都能为您提供新的视角、更深入的理解以及解决实际工程难题的有效工具。它能够帮助您快速掌握主流变换器拓扑的精髓，优化现有设计，并应对复杂的设计挑战。 产品开发人员： 在消费电子、工业控制、新能源、汽车电子等领域，电力电子变换器是核心组件。本书将助您从源头出发，进行更合理、更具竞争力的产品设计。 科研人员与研究生： 本书深入的理论探讨与前沿的工程实践相结合，能够为您的研究提供坚实的理论基础和丰富的实践参考，激发新的研究思路。 高等院校相关专业学生： 对于学习电力电子、电源技术、自动化等专业的学生而言，本书是一本极佳的补充教材，能够帮助您将课堂上的理论知识转化为解决实际问题的能力。 本书的价值体现在： 系统性： 提供了一个完整的电力电子变换器设计框架，避免了知识的碎片化。 深度性： 对核心理论进行了深入剖析，揭示了其背后的物理机制。 实用性： 强调工程实践，提供了大量的计算公式、设计图表和设计要点，指导读者如何将理论付诸实践。 前瞻性： 关注了最新的器件技术和设计理念，帮助读者跟上行业发展的步伐。 三、 内容框架与重点解析 本书的章节安排紧凑且逻辑严密，旨在循序渐进地引导读者掌握电力电子变换器的设计要领。 第一部分：电力电子变换器基础理论回顾与拓展 本部分旨在为读者打下坚实的理论基础，并在此基础上进行适当的拓展，为后续的深入设计做好铺垫。 第一章：电力电子技术概览与发展趋势 简述电力电子技术的定义、重要性及其在现代社会中的应用场景。 梳理电力电子技术的发展历程，从晶闸管时代到IGBT、MOSFET，再到SiC、GaN等宽禁带半导体器件的兴起。 探讨当前电力电子技术面临的主要挑战，如效率提升、功率密度增加、EMI抑制、热管理以及智能化控制等。 展望未来发展趋势，如集成化、小型化、高频化、数字化和绿色化等。 第二章：半导体功率器件特性分析与应用 深入分析不同类型功率器件（二极管、MOSFET、IGBT、SiC/GaN器件）的导通特性、关断特性、损耗模型、以及寄生参数的影响。 讲解功率器件的栅极驱动电路设计，包括驱动电压、驱动电流、驱动损耗的计算与优化。 阐述功率器件的散热设计原则，包括热阻概念、热管理技术（如散热器选型、热界面材料、风冷/水冷等）。 讨论功率器件的安全工作区域（SOA）及其在设计中的应用。 第三章：基本电力电子变换器拓扑分类与特性 系统介绍DC-DC变换器（升压、降压、升降压、反激、正激、推挽、桥式等）、DC-AC变换器（单相、三相逆变器）以及AC-DC变换器（整流器）等主要拓扑。 分析不同拓扑的电流连续模式（CCM）与断续模式（DCM）下的工作原理、电压/电流变换关系、占空比范围等。 对比分析不同拓扑的优缺点、适用范围、以及在效率、功率密度、EMI等方面的表现。 初步介绍多端口变换器、多电平变换器等复杂拓扑的概念。 第二部分：关键器件与无源元件设计 电力电子变换器的性能很大程度上取决于关键器件和无源元件的设计。本部分将详细讲解这些要素的设计考量。 第四章：电感器设计与优化 深入讲解电感器的基本原理，包括电感量计算、磁芯材料选择（铁氧体、坡莫合金、非晶合金、纳米晶合金等）、饱和磁通密度、损耗计算。 详细介绍电感器的设计流程，包括确定工作参数（电感量、最大电流、工作频率）、选择磁芯形状和尺寸、计算线圈匝数、线径选择（集肤效应、邻近效应）、以及绕制工艺。 探讨电感器的寄生参数（直流电阻、寄生电容）对性能的影响，以及优化设计的方法。 分析不同应用场景下对电感器的特殊要求（如高功率密度、低损耗、高可靠性）。 第五章：电容器选型与应用 分析不同类型电容器（电解电容、陶瓷电容、薄膜电容、固态电容）的特性，包括容量、ESR（等效串联电阻）、ESL（等效串联电感）、耐压、寿命、温漂等。 讲解电容器在变换器中的作用，如滤波、储能、耦合等，以及如何根据不同功能进行选型。 重点分析电容器的ESR和ESL对变换器效率、纹波以及EMI的影响，以及低ESR/ESL电容器的设计要点。 讨论电容器的可靠性与寿命评估，特别是在高温、高纹波电流等恶劣工作条件下的考量。 第六章：变压器设计与隔离技术 深入讲解变压器的工作原理，包括耦合电感、漏感、励磁电感等参数的定义与计算。 详细介绍变压器设计流程，包括确定变压比、功率容量、工作频率，选择磁芯材料和尺寸，计算初/次级线圈匝数。 重点分析漏感的设计与控制，其对变换器性能（如零电压/零电流开关）的影响。 探讨集肤效应、邻近效应对绕组损耗的影响，以及多股线、利兹线等绕制方法。 讲解隔离变压器的设计要点，包括绝缘要求、安全标准、以及如何在实现隔离的同时降低损耗和漏感。 第三部分：控制策略与系统级设计 控制是电力电子变换器的灵魂。本部分将深入探讨各种控制策略及其在实际设计中的应用。 第七章：脉冲宽度调制（PWM）技术详解 系统介绍不同类型的PWM调制技术，包括单极性PWM、双极性PWM、三角波比较法、以及SVPWM（空间矢量脉宽调制）等。 深入分析各种PWM模式下的电压利用率、谐波成分、以及对器件开关损耗的影响。 讲解载波频率、调制深度等参数对输出波形和系统性能的影响。 探讨固定频率PWM与频率模糊控制（PFM）的结合应用。 第八章：电流模式控制与电压模式控制 详细讲解电压模式控制（VMC）的原理、传递函数、补偿网络设计，以及其在简单拓扑中的应用。 深入分析电流模式控制（CMC）的优点，包括内环电流环带来的快速响应、良好的动态性能、以及简化补偿网络设计。 探讨峰值电流模式控制（PCMC）和平均电流模式控制（ACMC）的区别与应用。 分析电流模式控制的潜在问题（如斜坡补偿、次谐波振荡）及其解决方法。 第九章：先进控制策略与数字化控制 介绍数字控制在电力电子变换器中的应用，包括微控制器（MCU）或DSP的选择、ADC/PWM接口设计、软件开发等。 探讨基于模型的控制（Model-Based Control）思想，如PID控制、前馈控制、状态空间控制等。 介绍面向应用的先进控制策略，如软开关技术（ZVS/ZCS）的实现与控制、谐振变换器（LLC、Class E等）的控制方法。 简述自适应控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等在提高变换器性能方面的应用潜力。 第四部分：EMI/EMC设计与可靠性分析 电力电子变换器的电磁兼容性（EMC）和可靠性是保证其正常工作的关键。 第十章：电磁干扰（EMI）分析与抑制 分析电力电子变换器产生EMI的主要来源，如开关噪声、寄生参数耦合、PCB布局等。 讲解EMI的传导和辐射机制，以及相关的标准与测试方法（如CISPR、FCC等）。 提出有效的EMI抑制措施，包括滤波器设计（EMI滤波器、LC滤波器）、PCB布局优化（接地、去耦、屏蔽）、器件选型与驱动设计等。 介绍时域与频域的EMI仿真分析工具及其应用。 第十一章：可靠性设计与热管理 阐述影响电力电子变换器可靠性的主要因素，如器件寿命、环境温度、过载能力、应力应变等。 讲解可靠性设计的基本原则，如冗余设计、降额设计、材料选择、制造工艺控制等。 深入探讨热管理技术，包括热源分析、传热机理、散热器选型、热流密度计算、以及强制风冷/液冷系统的设计。 介绍热失效模式分析（FMEA）及其在设计中的应用。 第五部分：实例分析与设计流程 本部分将通过具体的实例，将前面章节的理论知识融会贯通，展示完整的电力电子变换器设计流程。 第十二章：典型变换器设计实例（如：LED驱动电源、服务器电源、电动汽车充电桩电源等） 案例一：高效率LED驱动电源设计。 从需求分析（输入电压范围、输出功率、恒流精度、调光要求、隔离要求等）出发，选择合适的拓扑（如Buck、Boost、Flyback、SEPIC），设计主电路，分析关键参数，进行功率器件、电感、电容的选型。重点讲解如何优化效率和抑制EMI。 案例二：高功率密度服务器开关电源设计。 介绍在空间受限、散热困难的条件下，如何采用LLC谐振变换器等高效率、高功率密度的拓扑。讲解变压器、电感器的紧凑设计，以及多层PCB、散热槽等物理结构设计。 案例三：电动汽车充电桩电源（DC-DC变换器）设计。 重点关注输入宽范围、高输出功率、高可靠性要求。分析不同拓扑的适用性，讲解如何实现高效率和低纹波输出，以及安全隔离设计。 第十三章：从仿真到原型验证的设计流程 介绍使用仿真软件（如PSpice, LTspice, MATLAB/Simulink, Simplis等）进行电路建模、仿真分析、参数优化。 阐述PCB布局布线原则，如何进行关键信号的走线、电源/地线的处理、以及电磁干扰的屏蔽。 指导原型机的搭建、测试与调试，包括参数测量、性能验证、故障排查。 强调实际测试中可能遇到的问题以及解决方案。 四、 本书的特色与亮点 强调“为什么”： 在讲解“如何做”之前，深入剖析“为什么这样做”，帮助读者理解背后的原理和设计逻辑。 工程导向： 所有理论分析和设计方法都紧密围绕实际工程应用中的痛点和需求展开。 量化设计： 提供大量的计算公式、设计图表、以及经验数据，帮助读者进行量化设计，避免模糊和猜测。 图文并茂： 大量使用电路图、波形图、PCB布局图、实物图等，增强理解的直观性。 理论联系实际： 将复杂的理论模型与实际器件的非理想特性相结合，使设计更贴近真实情况。 系统化与完整性： 构建了一个完整的电力电子变换器设计体系，涵盖了从基础到高级，从理论到实践的各个层面。 《电力电子变换器实用设计》将是您在电力电子领域攻坚克难、创新设计的得力助手。通过本书的学习，您将不仅能够掌握设计一套高性能电力电子变换器的能力，更能培养出独立分析和解决复杂工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名有着一定基础但想要拓展知识面的资深工程师来说，《开关电源实例电路测试分析与设计》提供了一个非常棒的平台。它并没有局限于某个特定的拓扑，而是涵盖了降压、升压、反激、LLC谐振等多种主流的开关电源拓扑，并针对每一种拓扑都提供了详细的电路实例和分析。我特别欣赏书中关于不同拓扑在应用场景下的优劣势分析，这对于我选择合适的拓扑来解决特定的工程问题非常有帮助。而且，书中对于一些高级的话题，例如多相交错并联、宽输入电压范围设计、以及高效率设计都有所涉及，这让我能够从更宏观的视角来审视开关电源的设计。作者的语言风格非常严谨，但又不失深度，每一句话都经过推敲，充满了工程智慧。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本关于开关电源设计哲学和实践的宝典，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对开关电源的认识一直停留在理论层面，对于如何将理论转化为实际产品总是感到迷茫。《开关电源实例电路测试分析与设计》就像一盏明灯，照亮了我前进的道路。书中的每一个实例都像是一个精心设计的“作品”，作者不仅展示了电路本身，更重要的是，他详细地解释了设计背后的逻辑和思考过程。我尤其喜欢书中关于“元器件选型”的章节，作者深入分析了不同参数的元器件对电路性能的影响，并给出了具体的选型建议。例如，在选择电感时，他会从饱和电流、直流电阻、温升等多个角度进行评估，这让我明白，一个小小的元器件选择，背后蕴含着如此多的工程考量。读完这本书，我不再仅仅是“知道”开关电源怎么工作，而是真正“懂得”如何设计一个稳定、高效、可靠的开关电源。

评分☆☆☆☆☆

作为一名产品线的技术负责人，我一直希望团队能够掌握扎实的开关电源设计能力，以应对日益增长的市场需求。在对比了市面上众多的书籍后，《开关电源实例电路测试分析与设计》无疑是最符合我们需求的。它提供的实例非常贴合实际产品开发，涵盖了从基础的功率级设计到EMI、可靠性等各个方面。书中的测试分析部分尤其具有指导意义，它教会我们如何系统地对电路进行验证，如何通过测试数据来优化设计，从而缩短开发周期，提高产品质量。我曾将书中关于反激电源的EMI抑制章节推荐给我的团队，效果非常好，他们很快就掌握了降低EMI的关键技术，并在新项目中得到了有效应用。这本书不仅仅是工程师的工具书，更是提升团队整体设计能力的重要催化剂。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！作为一名初入开关电源领域的研究生，我之前尝试过很多教材，但总感觉理论性太强，实际操作起来总是磕磕绊绊。直到我翻开了《开关电源实例电路测试分析与设计》，我才真正找到了“救星”。它摒弃了枯燥乏味的数学推导，而是通过大量实际的电路案例，深入浅出地讲解了各种开关电源拓扑的原理、工作方式以及关键参数的设计。书中的每一个电路都经过了详细的分析，包括元件的选择、PCB布局的注意事项、以及各种测试方法和数据解读。我特别喜欢书中关于EMI抑制和热管理的章节，这些都是我在实际项目中经常遇到的难题，而这本书给了我非常实用的解决方案。而且，作者还分享了许多他在实际工作中积累的宝贵经验，比如如何避免震荡、如何优化效率等等，这些都是教科书上学不到的“真经”。读这本书就像跟着一位经验丰富的老工程师手把手教学一样，我感觉自己对开关电源的理解又上了一个台阶，对未来的项目充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的图文并茂设计真的非常出色。我是一名对视觉化学习情有独钟的工程师，而《开关电源实例电路测试分析与设计》在这方面做得非常到位。书中大量的电路图、波形图、实物图以及PCB布局图，清晰地展示了每一个设计细节。尤其是在讲解一些复杂电路的工作原理时，配合详实的波形分析，让我能够直观地理解电流和电压的变化过程，这比单纯的文字描述要容易得多。而且，作者在每个实例的测试环节都提供了详细的步骤和参数设置，让我能够完全复现这些测试，并从中学习到如何分析测试数据，发现潜在的问题。我印象最深的是关于反激式电源设计的那一部分，书中不仅给出了一个完整的电路实例，还详细分析了变压器的设计、磁芯的选择、占空比的计算等等，并且还给出了不同负载下的实际测试波形，让我对反激电源的精髓有了更深刻的理解。这本书绝对是想要快速上手开关电源设计的工程师的必备参考。

评分☆☆☆☆☆

都是些基本概念的内容，适合开关电源入门！

评分☆☆☆☆☆

可以的，就是太贵了。

评分☆☆☆☆☆

活到老，学到老，不断学习，才能不断进步！

评分☆☆☆☆☆

一般

评分☆☆☆☆☆

商品不错，正在研究中

评分☆☆☆☆☆

发货快，书质量好，价格实惠。

评分☆☆☆☆☆

还恍恍惚惚恍恍惚惚恍恍惚惚恍恍惚惚

评分☆☆☆☆☆

实例讲解，有凭有据，靠谱

评分☆☆☆☆☆

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