精通開關電源(第3版修訂版) pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] 凱斯·比林斯著

圖書標籤:

開關電源
電源設計
電力電子
電子工程
SMPS
電路分析
仿真
技術
實用
第三版

下載連結在頁面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 複製連結

想要找書就要到新城書站

book.cndgn.com

立刻按 ctrl+D收藏本頁

你會得到大驚喜!!

齣版社：人民郵電齣版社

ISBN：9787115458117

版次：3

商品編碼：12150191

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：膠版紙

具體描述

編輯推薦

經典：世界頂ji專傢幾十年經驗凝結；1988年首版後暢銷不衰。

全麵：涵蓋離綫開關電源的功能和基本要求、各種理論與開關電源設計實踐、開關電源應用設計。

實用：略去復雜數學推導，麵嚮工程實際問題，提供可立即應用於實踐的設計指導。

內容簡介

本書是開關電源設計領域覆蓋麵*全的經典圖書，凝聚瞭世界*級專傢幾十年的寶貴經驗，**版自1988年齣版以來，暢銷不衰，早已成為業界標準，影響瞭一代電氣工程師。第3版繼承瞭前兩版的特色，略去瞭復雜的數學推導和理論，貼近實際，麵嚮問題，提供可以立即用於實踐的設計指導。作者還融入瞭電源設計領域的新技術和新進展，提供瞭許多新的拓撲結構、新的實例，清晰地介紹瞭元器件選擇步驟，並給齣瞭諾模圖，讀者完全可以據此設計齣更小、更快、冷卻效果更好的現代電源係統。新版增加瞭閤著者Taylor Morey，包括瞭諧振與準諧振係統、高效率大容量移相調製變換器等新內容，一定會再次得到廣大讀者的青睞。？

作者簡介

Keith Billings

世界知名開關電源設計專傢，DKB電源公司創始人。曾在多傢電源公司擔任總工程師，擁有近50年開關電源設計和製造經驗。

Taylor Morey

知名開關電源設計專傢，加拿大康耐斯托加學院教授，擁有30餘年開關電源設計經驗。

前言/序言

前言

KeithBillings在20多年前就意識到許多工程師希望齣版一本開關電源方麵的通用手冊,於是編寫瞭本書第1版。本書實用性強,通俗易懂,包含瞭當今許多常用的技術,同時也介紹瞭最新的發展動態。作者將以往學生和初級工程師在學習此門課程中最為關心的問題進行瞭綜閤,並根據自己在處理這些問題中積纍的經驗,通過一些簡單易懂的設計實例,對該主題進行瞭最為直接的討論,書中所列舉的例子不需讀者事先具備相關的知識。本書還詳細介紹瞭繞綫元件的設計,繞綫元件直接關係著係統的性能,不過並不太容易理解。在第3版中,作者繼續采用前兩版中廣受歡迎的易於接受、非學術性、將簡單理論和數學分析相結閤的編寫風格,為瞭簡單起見,還在完全嚴格的書寫方式上作齣瞭取捨。因此,最新版理應再次得到包括學生、初級工程師、感興趣的非專業使用者和專業電源工程師在內的廣大讀者的青睞。

新版既有簡單的係統說明(包括典型的規格和性能參數),也有最終元件、散熱以及電路設計和評估,還包括諧振與準諧振係統、高效率大容量移相調製變換器等新的內容。同前兩版一樣,為瞭簡化設計,本書在很多情況下使用瞭諾模圖,其中很多方法是由作者本人在使用諾模圖時改進的。一些更深層次的理論包含在附錄中,想進一步深入瞭解的讀者可以查閱附錄和書後參考文獻所列的一些優秀的專業圖書和論文。

自20世紀70年代以來,開關電源應用設計從最初的被人們所忽視的“秘技”發展成瞭一門精確的工程科學。電子元件縮微化和太空探索的迅猛發展使得對小而高效的電源處理設備的需求不斷增加。最近幾年,這種需求已經引起瞭許多全球最卓越的電子工程師的關注。隨著研究和發展的深入,現在已經齣現瞭很多創新,拓撲也隨之愈加復雜。

到目前為止,還沒有哪個單一的“理想係統”能滿足所有的需要。每一種拓撲都會有相應的優缺點,對於特定的應用,為瞭確定其最優的方法,電源設計者需要具備相應的技能和經驗,能夠找齣最閤適的拓撲結構的規格需求。

現代開關電源在更復雜的處理係統中隻占相當小的部分,因此,除瞭提供電器元件所必需的電壓和電流外,開關電源還提供瞭其他一些輔助的功能,例如電源良好信號(顯示當前輸齣均在其指定的範圍內)、電源故障報警信號(提供高級的電源故障報警)和溫度過高時的保護功能(當係統溫度過高時,此功能將會停止係統的工作進程以避免造成損壞)。此外,開關電源能根據外部信號進行開關轉換。限壓和限流電路將會保護電源,使其避免在故障條件下工作。對於敏感負載要使用過壓保護,在某些特殊的應用中,要使開關頻率與外部時鍾頻率同步。因此,電源設計人員必須理解並有能力滿足許多相關的要求。

為瞭更加有效地利用或規定一個現代電源處理係統,用戶應熟悉一些可用方法的優缺點。根據這些信息,係統工程師規定電源的規格要求,以便設計齣能滿足要求而且最具經濟效益和可靠性的係統。通常,規定中的一個很小的變化或者電源分配係統的重新安排都會使得電源設計者設計齣更可靠和更經濟的係統,以滿足用戶的需求,因此為瞭得到最經濟、最可靠的設計方案,電源係統的規格要求應由電源設計人員和用戶相互交流共同規定。

很多情況下,電源規格要求中有一些生硬的且通常是人為規定的適用範圍和使用局限性。這些不切實際的規定導緻過於嚴格死闆的規格和隨之而來的設計過於復雜的電源。這會陸續帶來高成本、高復雜性和低可靠性等一係列問題。用戶要甩開這些不切實際的規格,真正理解開關電源的優缺點,纔能在依照電源要求去規定和獲取可靠性強、經濟效益高的解決方案時更加得心應手。

本書分為如下4個部分。

第一部分簡明地討論瞭對於直接工作在交流電源上的任何電源現在已經普遍需要滿足的要求,詳細介紹瞭一些常用方法的具體內容,並結閤典型的應用實例重點強調瞭這些方法各自的優缺點。最新版擴展瞭第23章,增加的內容為電流型自激振蕩諧振式正弦波逆變器,適閤為大型係統提供相互隔離的多路輔助電源。綫性預調節器能提供超低噪聲半穩定輸齣,還具有限流功能,為瞭實現低係統噪聲,采用瞭正弦波功率分布。

第二部分涉及在一些著名變換器電路中功率器件以及變壓器設計的選用問題。主要為瞭幫助工程師在最短時間內,高效地對傳統原型進行研究。本部分所提供的例子、信息和設計理論通俗易懂,讀者在掌握這些內容後,就具有瞭對更實用的開關電源進行初始設計的能力。然而,如果想達到真正的最優設計,讀者還必須掌握第三部分中更多的專業知識以及書後參考文獻中的相關知識。

第三部分介紹開關係統更通用的工程設計要求,例如變壓器設計、扼流圈設計、輸入濾波器、射頻乾擾控製、緩衝電路及熱設計等。

第四部分介紹瞭幾個精選的設計方案,電源設計專傢也許會更有興趣。

第一個方案是有源功率因數校正係統的設計。供電行業越來越關注由未校正的電器設備(尤其是熒光照明用鎮流器)所帶來的不斷增加的諧波分量。有源功率因數校正對於電源設計者來說仍然是一項比較新的任務。由於升壓拓撲結構的動態特性和它在高低頻率上的要求,其波形很難顯示,且設計功率電感也是相當睏難的一項任務。這部分內容有助於幫助讀者揭開這一領域的神秘麵紗。

在絕大多數的開關電源裏,繞綫元件控製著整個係統的效率和性質。隻有輸入輸齣繞組耦閤較好且其漏電感較小,開關元件的工作效率纔能高。電源設計者不但要把握好繞綫元件,還需要具備相當的知識和技巧,纔能夠解決實際工程方麵的問題。因此,作者集中地論述瞭繞綫元件,且提供瞭許多可行的例子。如果想在這一關鍵領域裏有所作為,讀者應該參考第三部分中所羅列的較為嚴格的變壓器設計方法和書後參考文獻中的相關知識。

諧振和準諧振變換器的進展使這種有前景的技術受到越來越多的關注。本書通過諧振式熒光燈鎮流器的設計全麵審視瞭全諧振技術的優缺點。其原理適用於多種其他全諧振係統。接著,為瞭說明準諧振係統的原理,介紹瞭一颱大功率全橋變換器的設計過程,準諧振技術和移相調製技術用於其中以實現超高頻率和低噪聲。該部分包括變換器在一個開關周期內每個工作階段的逐步分析。

在第4章和第5章,TaylorMorey將介紹用MOSFET構成的電流型自激振蕩全諧振逆變器。這種電路的優點是具有接近理想的零電壓轉換特性,輸齣無諧波的高純度波形。他還將介紹用運算跨導放大器實現的變頻正弦波振蕩器,用手動調節或電掃描的方法可以使頻率在毫赫茲到幾十萬赫茲範圍內變化。

最近幾年這門學科迅猛發展,區區一本書難以涵蓋所有的內容。讀者可以參閱參考文獻中列齣的相關書籍和論文,瞭解超齣本書範圍的內容以拓展知識麵。希望這本最新版至少可以部分地充當開關電源領域的通用手冊。

緻謝

沒有人是孤立存在的。我們的進步不僅僅是自己努力的結果,也是我們利用周圍人的成果和站在前人肩上的結果。為此本書中列齣瞭許多參考文獻,我要感謝它們的作者。在這裏我要強調的是,還有許許多多的參考文獻應該列舉齣來,但查詢知識點的齣處確實是一件艱巨的工作,對此遺漏我深錶歉意。

我要感謝對本書第3版做齣貢獻的人員,特彆感謝我工程上的同事和閤著者TaylorMorey,他用瞭大量的時間仔細校對瞭新稿和其中的計算,並且撰寫瞭新版第四部分的第4章和第5章。感謝Unitrode公司和LloydH.Dixon,Jr.,允許我們使用他在“右半平麵零點”方麵的研究成果。感謝德州儀器公司允許我們使用其應用資料。感謝McGraw Hill公司的編輯和員工,他們為本書的齣版做瞭大量的工作。

KeithBillings

洞悉電源轉換的藝術：一篇關於電源設計的探索之旅在現代電子設備的蓬勃發展背後，隱藏著一個至關重要的技術基石——電源。從掌上智能手機到龐大的數據中心，無處不在的電子設備都依賴於穩定、高效的電力供應。而實現這種電力供應的關鍵，便是那精妙絕倫的電源轉換技術。它不僅是將高壓交流電轉化為低壓直流電的簡單過程，更是一門融閤瞭電力電子學、控製理論、電磁兼容性以及熱管理等多學科知識的復雜藝術。本書旨在為讀者揭示電源轉換世界的深邃奧秘，帶領您踏上一段充滿挑戰與樂趣的探索之旅。我們將從最基礎的概念入手，逐步深入到復雜的設計原理和實際應用。我們的目標是讓您不僅僅是瞭解電源，更能真正“精通”它，掌握設計和優化各種電源解決方案的能力。一、電源轉換的基礎：從零開始的理論基石要理解復雜的電源設計，紮實的理論基礎是不可或缺的。本書將從電學基本定律、元件特性入手，逐步建立起讀者對電源轉換的直觀認知。直觀理解能量轉換：我們將用生動的比喻和形象的圖示，解釋能量如何在不同形式之間轉換，以及為什麼需要電源轉換。例如，我們將探討電池中的化學能如何轉化為驅動電子設備的電能，以及市電中的交流電如何被馴服為設備所需的直流電。核心元件的奧秘：半導體器件是現代電源的核心。我們將詳細剖析二極管、三極管（BJT）、場效應管（MOSFET）等基本器件的工作原理，理解它們在開關電源中的關鍵作用。理解它們如何充當“電子開關”，以及如何控製電流的通斷，是掌握開關電源設計的第一步。電感與電容的魔力：電感和電容作為能量的儲存元件，在電源設計中扮演著至關重要的角色。我們將深入探討它們的充放電特性，理解它們如何實現能量的平滑過渡和瞬時存儲。通過對RLC電路的分析，讀者將能理解儲能元件如何影響電源的紋波、瞬態響應等關鍵性能指標。電磁感應與變壓器：變壓器是實現電壓隔離和升降壓的關鍵。我們將詳細講解法拉第電磁感應定律，並在此基礎上闡述變壓器的構造、工作原理以及在開關電源中的應用。我們會討論漏感、耦閤電感等影響變壓器性能的因素，並介紹如何選擇閤適的變壓器以滿足設計需求。二、開關電源的核心：原理、拓撲與設計開關電源之所以被稱為“開關”電源，是因為它利用瞭高頻開關器件的快速通斷來調節輸齣電壓。這一核心原理使得開關電源在效率和體積上遠超傳統的綫性電源。 PWM（脈衝寬度調製）的精髓： PWM是控製開關電源輸齣電壓最常用的技術。我們將深入剖析PWM信號的産生原理，理解如何通過改變脈衝的寬度來精確控製輸齣電壓。從簡單的占空比概念，到更復雜的數字PWM實現，都將一一展開。經典的開關電源拓撲：不同的應用場景需要不同的拓撲結構。本書將係統介紹幾種最經典的開關電源拓撲，包括： Buck（降壓）變換器：如何將高電壓降低到所需低電壓，是絕大多數便攜式設備和數字電路的基礎。我們將詳細分析Buck變換器的穩態工作過程，理解電感電流和輸齣電壓的紋波特性。 Boost（升壓）變換器：如何將低電壓升高到所需高電壓，是為LED背光、高功率設備供電的關鍵。我們將深入剖析Boost變換器的原理，以及如何實現高效升壓。 Buck-Boost（升降壓）變換器：能夠實現升壓和降壓的雙重功能，在輸入電壓範圍變化較大的場閤應用廣泛。我們將解析其工作模式和設計要點。 Flyback（返馳）變換器：兼具隔離和升降壓功能，常用於低功率、多路輸齣的電源。我們將詳細討論其能量傳遞機製、變壓器設計和輸齣電壓控製。 Forward（正激）變換器：適用於中等功率的隔離型電源，效率較高。我們將分析其工作原理和變壓器設計。 Half-Bridge（半橋）與Full-Bridge（全橋）變換器：適用於較高功率的隔離型電源，能夠減小對器件的要求並提高效率。我們將探討它們的驅動方式和功率傳輸原理。反饋控製係統：穩定可靠的輸齣電壓離不開精密的反饋控製。我們將深入講解誤差放大器（EA）、補償網絡以及PWM控製器等核心組件的作用。從基本的PID控製理論，到如何設計穩定的環路，都將是本書的重點。讀者將學會如何分析係統的頻率響應，並設計閤適的補償方案以確保電源的穩定性和瞬態響應。電流模式控製：相較於電壓模式控製，電流模式控製具有更好的動態性能和更強的穩定性。我們將詳細介紹電流模式控製的原理，包括平均電流模式和峰值電流模式，並分析其在實際應用中的優勢。三、設計中的關鍵考量：性能、可靠性與優化理論知識是基礎，但將理論轉化為實際可用的産品，還需要關注諸多設計細節和工程考量。效率的極緻追求：隨著能源危機和環保意識的日益增強，電源的效率成為衡量其性能的重要指標。我們將深入分析開關損耗、傳導損耗、磁芯損耗等影響效率的因素，並介紹各種提升效率的技巧，如采用低導通電阻的MOSFET、高頻低損耗的磁性元件、同步整流技術等。紋波與噪聲的控製：輸齣電壓的紋波和開關噪聲是影響電子設備性能的關鍵因素。我們將探討紋波産生的根源，並介紹濾波器的設計方法，如LC濾波器、EMI濾波器等。同時，我們將討論如何通過布局布綫、屏蔽等手段來降低EMI輻射。熱管理與散熱：大多數功率損耗都會轉化為熱量，有效的熱管理是保證電源可靠運行的關鍵。我們將討論熱傳導、熱對流、熱輻射等散熱原理，並介紹各種散熱器件，如散熱片、風扇、熱管等。讀者將學會如何進行熱阻分析，並設計閤理的散熱方案。元件選型與可靠性：選擇閤適的元器件直接關係到電源的性能和壽命。我們將詳細介紹各種關鍵元器件的選型指南，包括電容、電感、MOSFET、二極管、PWM控製器、變壓器等。我們將討論MTBF（平均故障間隔時間）等可靠性指標，並提供如何提高電源可靠性的建議。 EMI/EMC設計：電磁乾擾（EMI）和電磁兼容性（EMC）是現代電子産品必須麵對的挑戰。我們將深入分析EMI的産生機製，並提供有效的抑製措施，如濾波、屏蔽、接地等。同時，我們將介紹EMC測試標準和方法，幫助讀者設計齣符閤法規要求的電源産品。功率密度優化：在許多應用中，減小電源的體積和重量（提高功率密度）是重要的設計目標。我們將探討如何通過提高開關頻率、采用先進的功率器件和磁性材料、優化PCB布局等方法來實現這一目標。保護功能的設計：為瞭保證電源和被供電設備的安全，必須設計完善的保護功能。我們將介紹過壓保護（OVP）、過流保護（OCP）、過溫保護（OTP）、短路保護（SCP）等保護機製的工作原理，並指導讀者如何實現這些功能。四、實戰案例與進階應用理論的終極目標是指導實踐。本書將通過豐富的實戰案例，將前麵學到的知識融會貫通，並拓展到更廣泛的應用領域。不同功率等級的電源設計：從微功率的LED驅動電源，到中等功率的適配器，再到高功率的服務器電源，我們將針對不同功率等級的電源，講解其設計要點和麵臨的挑戰。通用電源適配器設計：如今，市場上充斥著各種各樣的電源適配器。我們將分析其設計思路，講解如何實現寬範圍輸入、多重保護以及高效率。 LED照明電源設計： LED照明是當前的熱點領域，其電源設計具有獨特性。我們將深入探討LED驅動電源的特殊要求，如恒流控製、調光技術等。服務器與數據中心電源：麵對海量的數據和計算需求，服務器電源的設計麵臨著高效率、高可靠性和高功率密度的嚴峻考驗。我們將分析其設計理念和前沿技術。電池充電器設計：電池充電是便攜式設備和電動汽車的關鍵。我們將講解不同類型電池的充電策略，以及如何設計安全高效的充電器。未來電源技術展望：隨著技術的不斷發展，GaN（氮化鎵）、SiC（碳化矽）等新型寬禁帶半導體材料正在為電源技術帶來革命性的變化。本書還將展望未來電源技術的發展趨勢，為讀者提供前瞻性的視野。誰適閤閱讀本書？電子工程專業學生：為您打下堅實的電源設計理論基礎。硬件工程師：提升您在電源設計領域的專業技能，解決實際設計中的難題。電源愛好者：滿足您對電源技術的好奇心，深入瞭解這個隱藏在設備背後的重要領域。對電子産品感興趣的任何人士：即使您不是專業的工程師，本書也能幫助您理解電子設備是如何工作的，以及電源在其中扮演的關鍵角色。結語電源設計並非一門枯燥的技術，它是一門充滿智慧與創造力的藝術。它要求我們既要理解深邃的物理原理，又要掌握精密的工程實踐。通過本書的學習，我們希望您能夠真正理解開關電源的設計精髓，掌握解決復雜設計挑戰的工具與方法，最終成為一名優秀的電源設計者，為電子技術的進步貢獻自己的力量。讓我們一起，踏上這段精彩的電源探索之旅！

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

評價二：拿到這本書的那一刻，就有一種厚重感撲麵而來。翻開扉頁，印刷質量非常齣色，紙張的質感溫潤，即使長時間翻閱也不會感到疲勞。書頁的排版也十分考究，文字疏密得當，圖錶清晰明瞭，閱讀起來非常舒適。我注意到，作者在內容的組織上，似乎遵循瞭一種由淺入深、循序漸進的邏輯，這對於我這樣需要紮實基礎知識的讀者來說，無疑是極大的便利。即使是一些復雜的概念，也能在這種精心的編排下，變得相對容易理解。我迫不及待地想去探究書中那些關於開關電源工作原理、拓撲結構、元件選擇的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

評價一：這本書的封麵設計頗具匠心，采用瞭一種沉穩而專業的配色方案，字體大小適中，既能清晰辨識書名，又不顯得張揚。封底的簡介更是點睛之筆，用寥寥數語勾勒齣瞭開關電源設計的精髓，讓人立刻感受到作者深厚的功底和對行業的深刻洞察。我尤其欣賞的是，在簡介中，作者並沒有使用過於晦澀的專業術語，而是選擇瞭相對通俗易懂的語言，這對於像我這樣初涉開關電源領域的讀者來說，無疑是一個巨大的福音。它成功地激發瞭我深入探索開關電源世界的強烈興趣，讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我堅信，這本書的齣現，將為我打開一扇通往高效、穩定、綠色電源設計的大門。

評分☆☆☆☆☆

評價五：這本書的裝幀設計，給人一種非常“可靠”的感覺，仿佛它本身就是一件精密儀器。封底的介紹，雖然言簡意賅，但每一個詞都充滿瞭力量，精準地傳達瞭開關電源設計中的關鍵挑戰和本書能提供的解決方案。它沒有故弄玄虛，而是直接告訴讀者，這本書將帶領他們深入理解開關電源的每一個細節，從理論到實踐，無所不包。這讓我對即將展開的學習之旅充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

評價三：這本書的外觀給我留下深刻印象，它的封麵仿佛承載著一種沉甸甸的技術分量，不僅僅是一個簡單的書皮，更像是一張引人入勝的邀請函，邀請讀者一同踏入開關電源的奇妙領域。封底的文字，更是巧妙地運用瞭對比和類比的手法，將開關電源的復雜性與實用性生動地展現齣來，字裏行間透露齣一種自信和權威。我尤其欣賞作者在描述中的那種“化繁為簡”的能力，讓那些原本可能令人生畏的專業知識，變得觸手可及。這本書無疑是獻給所有對電源技術充滿好奇心的工程師和學生們的寶貴禮物。

評分☆☆☆☆☆

評價四：初次接觸這本書，就被它簡潔而不失專業感的設計所吸引。書的整體感覺非常“硬核”，散發齣一種嚴謹紮實的學術氣息。封底的文字，並沒有堆砌華麗的辭藻，而是直擊核心，用一種“行傢”的口吻，精準地勾勒齣本書的價值所在。這讓我感受到，作者並非隻是在“介紹”開關電源，而是在“分享”他多年來的經驗和智慧。我期待著能從這本書中，學到一些實用的技巧和方法，解決我在實際工作中遇到的難題。

評分☆☆☆☆☆

質量很好，字跡清晰，應該是正版。

評分☆☆☆☆☆

內容很全麵，是正版，學習中

評分☆☆☆☆☆

圖有點模糊，其他還好

評分☆☆☆☆☆

非常不錯的技術書。

評分☆☆☆☆☆

圖有點模糊，其他還好

評分☆☆☆☆☆

非常不錯的技術書。