实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 户川治朗，高玉苹，唐伯雁，李大寨 著

图书标签:

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030165121

版次：31

商品编码：12297806

包装：平装

开本：32开

出版时间：2018-01-01

页数：380

正文语种：中文

内容简介

本书根据各种应用领域的电源装置实例，详细讲解了电源的设计方法.全书内容共分两篇；第1篇主要介绍线性稳压器的设计方法，包括整流电路的设计方法，如何选择整流二极管和平滑电容器以及如何抑制冲击电施，稳压二极管和基准电压IC的基本性能及利用技术，3端子稳压器和串联稳压器的实用设计方法，设计串联稳压器时的技巧等；第2篇主要介绍开关稳压器的设计方法，包括开关稳压器的概念及特征，如何选择变压器及扼流线圈，各种方式开关稳压棒的设计方法及实例，电路设计中降低噪声的技术技巧等。另外，本书附录介绍了电源设计过程中散热及散热器安装技巧和电源电路的新技术。《BR》　　本书注重基础，为帮助读者动手设计，采用了大量篇幅介绍相关的基础知识，甚至包括一些复杂的公式推导，同时还介绍了很多设计过程中的技术技巧，避免读者走弯路。另外本书列举了大量应用实例，能够激发读者的学习热情，指导读者如何综合运用知识进行应用设计和实践。

《深度电源解析：从基础到前沿的电路设计指南》 内容概述： 本书是一部系统而深入的电源电路设计实战指南，旨在为电子工程师、技术爱好者以及相关专业的学生提供一个全面、清晰且实用的学习框架。它不仅仅是一本手册，更是一次关于电源技术演进与实践的深度探索。全书围绕“高效、稳定、可靠”的核心目标，从最基础的电源概念入手，循序渐进地剖析各类电源电路的设计原理、关键技术、器件选型及优化策略，最终触及当前电源领域的前沿发展动态。 第一部分：基础电源原理与滤波技术 本部分将首先奠定坚实的理论基础。我们将从“电”与“磁”的根本交互出发，阐述电压、电流、功率等基本电学量的概念，并重点解析交流电与直流电的转换原理，为后续的整流电路学习铺平道路。 整流电路的精细剖析： 从单相半波、全波整流，到三相整流，我们将细致地分析其工作过程、输出波形特点、以及由此产生的纹波成分。在此基础上，本书将深入探讨桥式整流、倍压整流等常见配置的优劣，并结合实际应用场景，指导读者如何根据负载特性选择最合适的整流方式。我们将详细讲解各种整流电路的等效模型，通过数学推导揭示其性能指标，例如平均值、有效值、峰值等。 滤波技术的艺术： 整流后的直流信号通常伴随着显著的纹波，这会严重影响后续电路的稳定工作。本部分将全面介绍各种滤波技术。 电容滤波： 讲解不同容量、不同ESR（等效串联电阻）的电容器在滤波中的作用，以及如何根据纹波频率和幅值计算最优电容值。我们将展示电容滤波的等效电路模型，并进行详细的瞬态响应分析，从而理解其抑制纹波的机制。 电感滤波： 介绍电感作为滤波元件的原理，特别是其在高频下的滤波特性。本书将详细讲解LC滤波器的设计，包括如何计算电感和电容的数值以达到特定的滤波带宽和衰减率。我们将探讨串联电感和并联电感在不同滤波电路中的应用，以及它们与电容滤波的结合使用。 RC/RL/LC 滤波网络的组合设计： 深入分析不同滤波网络的频率响应特性，以及如何通过多级滤波或组合滤波器来获得更高的滤波效果。我们将利用传递函数和伯德图等工具，直观地展示滤波器的性能，并指导读者根据实际需求进行电路优化。 有源滤波技术简介： 简要介绍有源滤波器的基本原理，以及它们在某些特定场合（如需要极高滤波精度或体积受限时）的优势。 第二部分：线性稳压器设计与优化 线性稳压器因其结构简单、噪声低而广泛应用于对噪声敏感的场合。本部分将聚焦于线性稳压器的设计与优化。 三端稳压器的应用与局限： 深入分析78xx/79xx系列、LM317/LM337等固定和可调三端稳压器的工作原理、内部结构（如带隙基准、误差放大器、串联调整管等），以及如何根据负载电流和输入电压进行器件选型。我们将详细讲解其内部补偿机制，分析其在不同工况下的稳定性。 线性稳压电路的设计细节： 输入/输出电容的选择： 解释输入电容用于抑制电源噪声和防止振荡，输出电容用于改善瞬态响应和稳定输出。我们将详细讲解不同类型电容（陶瓷、电解、钽电容）在稳压器输出端的适用性，以及如何根据负载的动态特性确定输出电容的容值和ESR。 散热设计： 线性稳压器存在较大的压差损耗，产生显著的热量。本书将详细介绍热阻的概念，讲解如何计算散热需求，并指导读者选择合适的散热片（Heatsink），以及如何通过PCB布局优化来辅助散热。我们将对比不同类型的散热解决方案，如自然对流、强制风冷等。 短路保护与过载保护： 讲解线性稳压器内部的限流和过载保护机制，以及如何通过外部电路增强保护功能。我们将分析不同保护电路的触发条件和响应时间，并提供实际的电路设计参考。 噪声抑制技术： 针对线性稳压器低噪声的优势，本部分将探讨如何进一步降低其输出噪声，例如通过额外的滤波、并联稳压器等手段。我们将深入分析噪声的来源，并提出针对性的抑制方案。 第三部分：开关稳压器原理与设计 开关稳压器以其高效率而成为现代电子设备的主流供电方式。本部分将进行深度剖析。 开关稳压器的工作原理： Buck（降压）转换器： 详细讲解Buck转换器的基本拓扑结构，包括电感、开关管（MOSFET/BJT）、续流二极管/同步整流MOSFET以及输出电容等关键元件的作用。我们将通过分析其在不同工作模式（CCM/DCM）下的电流和电压波形，揭示其升降压的本质。本书将详细介绍PWM（脉冲宽度调制）控制原理，以及不同调制策略（电压模式、电流模式）的优缺点。 Boost（升压）转换器： 剖析Boost转换器的拓扑结构与工作过程，阐述其如何通过能量的存储和释放实现升压。我们将详细分析其在CCM和DCM下的工作特性，并对比其与Buck转换器的关键设计差异。 Buck-Boost（升降压）转换器： 介绍Buck-Boost转换器实现电压升高或降低的功能，并分析其反激式的输出特性。 SEPIC/Cuk 转换器： 简要介绍SEPIC和Cuk转换器等非隔离型拓扑，分析它们在特定应用场景下的优势。 关键元件的选择与设计： 电感设计： 详细讲解电感在开关稳压器中的作用，包括能量存储和电流滤波。本书将指导读者如何根据纹波电流、饱和电流、以及工作频率来计算电感值和选择合适的磁芯材料，并分析不同电感类型（如功率电感）的优缺点。 开关管（MOSFET/BJT）选型： 讲解不同功率开关器件的特性，包括耐压、导通电阻、开关速度、栅极驱动需求等，并指导读者如何根据应用要求进行精确选型。我们将深入分析MOSFET的RDS(on)对效率的影响，以及BJT的饱和电压损耗。 续流二极管/同步整流： 重点分析肖特基二极管在高频开关电路中的优势，以及同步整流技术（使用MOSFET替代二极管）在提升效率方面的关键作用。我们将对比二极管和同步整流MOSFET的导通损耗。 输出电容： 详细讲解输出电容的ESR（等效串联电阻）对输出纹波的影响，以及如何根据负载动态响应要求选择合适的电容类型（陶瓷、聚合物钽电容等）和容值。 控制环路设计与稳定性分析： 误差放大器与补偿网络： 深入讲解误差放大器在维持输出电压稳定中的作用，以及如何设计补偿网络（如Type II、Type III补偿）来确保控制环路的稳定性（相位裕度和增益裕度）。我们将详细分析补偿网络对系统瞬态响应和稳态精度的影响。 PWM控制器IC的应用： 介绍市面上主流PWM控制器IC的功能模块（如基准电压源、振荡器、PWM生成器、过流保护等），并指导读者如何根据系统需求选择合适的控制器。 高效率设计技术： 同步整流技术： 再次强调同步整流在降低导通损耗、提升效率方面的关键作用。 低导通电阻MOSFET的应用。 软开关技术（ZVS/ZCS）简介： 简要介绍软开关技术如何通过降低开关损耗来提高效率，并展望其在未来电源设计中的应用前景。 功率器件的寄生参数分析： 讲解MOSFET栅极电荷、输出电容等寄生参数对开关损耗的影响，并提出优化策略。 第四部分：隔离型开关电源与高级主题 本部分将触及更复杂的电源拓扑和前沿技术。 隔离型电源设计： 正激（Forward）转换器： 讲解正激转换器的基本原理、变压器设计（匝比、气隙）、以及如何实现复位。 反激（Flyback）转换器： 详细分析反激转换器的独特工作模式，变压器的能量存储与传递，以及其在低功率应用中的优势。我们将深入讲解反激变压器的漏感和分布电容对性能的影响，并提供设计指导。 半桥（Half-Bridge）与全桥（Full-Bridge）转换器： 介绍半桥和全桥转换器在高功率应用中的优势，以及如何实现高效的电压和电流控制。 LLC谐振转换器： 重点分析LLC谐振转换器在实现高效率和低EMI方面的突出表现，讲解谐振腔的设计和工作模式。 隔离变压器设计： 讲解变压器在隔离型电源中的关键作用，包括匝比计算、磁芯材料选择、绕线工艺、以及如何减小漏感和分布电容。我们将深入探讨变压器的高频特性，如趋肤效应和邻近效应。 电源的电磁兼容（EMC）设计： EMI（电磁干扰）的产生机制： 分析开关电源中EMI的主要来源，如高频开关信号、电流斜率、回路面积等。 EMI抑制技术： 介绍降低EMI的有效手段，如滤波、屏蔽、PCB布局优化、软开关等。我们将讲解差模和共模干扰的抑制方法，并提供EMC测试与设计的经验。 电源保护技术： 过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）、过温保护（OTP）等。 讲解各种保护电路的设计原理和实现方式。 软启动（Soft-Start）设计： 解释软启动的作用，以及如何通过控制启动过程中的电流和电压斜率来避免浪涌电流。 电池充电器设计原理： 恒流/恒压（CC/CV）充电模式： 讲解锂电池、铅酸电池等不同类型电池的充电特性，以及CC/CV充电模式的设计。 智能充电策略： 介绍涓流充电、快充、浮充等智能充电过程。 电源管理IC（PMIC）应用： 简要介绍PMIC在集成电源管理功能方面的优势，以及如何利用PMIC简化系统设计。 电源效率优化与热管理： 总结本书中提到的各种提高效率的技术，并再次强调热管理在保证电源可靠性和寿命中的重要性。 本书特色： 理论与实践深度结合： 每一项技术和原理的讲解都配以清晰的电路图和公式推导，并提供实际的电路设计实例和参数计算指导。 器件选型指南： 针对关键器件（如MOSFET、二极管、电感、电容、PWM控制器等），提供详细的选型原则和注意事项。 设计流程与优化方法： 引导读者掌握完整的电源电路设计流程，并提供多种优化设计的方法，以达到更高的效率、更低的噪声、更好的稳定性。 前沿技术展望： 关注行业发展趋势，简要介绍GaN（氮化镓）、SiC（碳化硅）等新材料在电源领域的应用，以及更高频率、更高功率密度的设计理念。 丰富的图表与案例： 大量使用波形图、Bode图、效率曲线图等，配合实际应用案例，使抽象的理论更易于理解。 目标读者： 有一定电子电路基础，希望系统学习电源电路设计的工程师。 从事产品开发、需要解决电源问题的技术人员。 对电源技术感兴趣，希望深入了解其工作原理和设计方法的学生和爱好者。 需要进行电源产品选型和技术评估的采购和项目管理人员。 通过本书的学习，读者将能够独立完成各种类型的电源电路设计，深入理解其内在机制，并具备解决实际设计中遇到的各种技术难题的能力，从而在不断发展的电子行业中，构建更高效、更可靠的电力供应解决方案。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在行业内摸爬滚打多年的老工程师，我一直认为技术更新迭代的速度非常快，尤其是电源领域。每一次技术浪潮的到来，都需要我们不断学习新的知识和技术。《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》这本书，恰恰满足了我对前沿技术的渴求。它不仅涵盖了经典的整流滤波电路，更是深入探讨了当前非常热门的开关稳压器技术，比如各种拓扑结构的优缺点分析、新型功率器件的应用以及高频化设计带来的挑战与机遇。书中对这些内容的处理，既有足够的深度，又不失其严谨性。作者在分析时，常常会引用最新的研究成果和行业标准，让我能够站在巨人的肩膀上，快速掌握最新的技术动态。特别是关于GaN和SiC等宽禁带半导体器件在开关电源中的应用，这本书提供了非常宝贵的参考信息，让我能够更好地理解和应用这些新兴技术。这本书的价值在于，它不仅仅是一本教科书，更像是一份持续更新的行业指南，为我们这些需要不断提升自身技能的工程师提供了强大的支持。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次翻开《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》时，我就知道我找到了一本能够彻底改变我工作方式的书。作为一名在嵌入式系统领域摸爬滚打多年的开发者，我深知电源稳定性的重要性，但往往因为不熟悉电源设计的细节，而不得不依赖外部电源模块，这限制了我的设计灵活性。《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》这本书，恰恰填补了我在这方面的知识空白。它不仅仅教授了如何设计一个基础的电源，更深入地探讨了如何根据具体应用场景，例如低功耗、高精度、宽输入范围等，来选择最合适的拓扑结构，并进行优化设计。书中关于电源保护电路的讲解，例如过压、过流、短路保护等，对我来说尤为重要，它让我能够设计出更加健壮和可靠的嵌入式设备。我最喜欢的部分是关于“瞬态响应”的分析，这对于需要快速响应外部变化的系统来说至关重要。通过学习这本书，我现在已经能够独立完成一些嵌入式设备的电源系统设计，极大地提升了我的开发效率和产品的整体性能。

评分☆☆☆☆☆

作为一名苦苦钻研电源技术多年的电子工程师，我一直在寻找一本能够系统性梳理从基础到进阶电源知识的著作。终于，我发现了这本《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》。初拿到这本书，我便被它扎实的理论基础和丰富的实践案例所吸引。它不像市面上很多同类书籍那样，仅仅罗列公式和电路图，而是深入浅出地讲解了每一个设计环节背后的原理，让我能够真正理解“为什么”这样做，而不仅仅是“怎么做”。尤其是关于EMI/EMC的设计部分，作者给出了许多非常实用的滤波技巧和布局建议，这对于我之前在产品认证中遇到的瓶颈提供了绝佳的解决方案。我还特别欣赏书中对不同应用场景下电源拓扑结构的选择分析，无论是低功耗的物联网设备，还是高功率的工业电源，都能找到恰当的参考。书中对功率器件的选型、散热设计以及可靠性评估也进行了详尽的论述，这些都是决定一个电源产品成败的关键因素。读完这本书，我感觉自己的电源设计能力得到了质的飞跃，对于复杂电源系统的理解和把握也更加得心应手，可以说这本书是每一位电源工程师案头的必备宝典。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电路设计领域充满好奇，尤其是在探索“能量转换”这一核心概念时，总是被电源电路的奥秘所吸引。《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》这本书，就像一扇通往电源设计殿堂的大门，为我打开了全新的视野。我并非科班出身，所以在阅读这本书时，我特别欣赏它循序渐进的学习路径。从最基础的AC-DC整流滤波，到DC-DC的各种拓扑结构，再到复杂的开关稳压器设计，作者都用非常清晰易懂的语言进行阐述，并辅以大量的图示和表格，使得即使是初学者也能快速掌握核心概念。我尤其对书中关于“效率提升”和“纹波抑制”的章节印象深刻，它让我明白，电源设计的精髓不仅仅在于让电路工作起来，更在于如何让它在极致的条件下达到最优的性能。书中还提及了一些实际生产中的考虑因素，比如元器件的选型、PCB布局的技巧等，这些细节之处的处理，展现了作者深厚的工程实践经验，也为我后续的学习提供了宝贵的实践指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是一本宝藏！我是一名刚刚毕业不久的电子专业学生，对电源设计充满了热情，但总感觉理论知识和实际应用之间隔着一层纱。偶然间发现了这本《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》，我迫不及待地翻阅起来。书中的语言风格非常亲切，就像一位经验丰富的前辈在手把手教我一样。我最喜欢的部分是关于开关稳压器的章节，作者用图文并茂的方式讲解了各种工作模式，还配有详细的波形图和计算公式，让我对PWM控制、电感电流纹波以及输出电压反馈环路的稳定性有了全新的认识。书中的设计实例也非常贴近实际，我甚至可以照着书中的步骤，在实验室里动手搭建出功能完善的电源模块。更重要的是，这本书不仅教会了我如何设计，更教会了我如何思考。它鼓励我去探索不同的设计思路，去权衡各种参数之间的取舍，培养了我独立解决问题的能力。自从读了这本书，我对电源设计的信心大大增强，也对未来的职业生涯充满了期待。