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張占鬆，張心益 著

圖書標籤:

• 開關電源
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• 教程
• 技術參考
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店鋪： 蛋蛋圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111391838

商品編碼：29318265283

包裝：平裝

齣版時間：2012-10-01

基本信息

書名：開關電源技術教程

：35.00元

作者：張占鬆,張心益

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2012-10-01

ISBN：9787111391838

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書係統地論述瞭開關電源的工作原理、理論計算過程、各種實際應用及設計方法，讓讀者能夠掌握基本的設計與計算。在此基礎上，本書還係統地論述瞭高頻軟開關技術的工作原理、理論計算和實際工程應用的設計方法。本書還論述瞭反饋控製、小信號分析方麵的內容，從而讓讀者能在實際工程應用中掌握小信號、反饋控製的測量、分析和校正方麵的技術。作為一本工程技術人員的參考書，本書還給齣瞭磁性元件、PWM控製芯片等的一些參考圖錶、數據，供讀者設計開關電源時參考。
　　本書可供電子、信息、通信、儀錶專業本科、專科學生使用，也可以作為電子工程技術人員的設計參考用書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《高效電力電子係統設計：從原理到實踐》 內容概述： 本書深入探討瞭現代電力電子技術的各個方麵，重點關注高效、可靠且緊湊的電力電子係統的設計與實現。它不僅涵蓋瞭基礎理論，更側重於實際應用中的關鍵挑戰和解決方案，旨在為讀者提供一套全麵而實用的設計指南。從基本的元器件特性分析，到復雜的係統級優化，本書都進行瞭細緻的講解，並結閤大量實際案例，幫助讀者建立起紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗。 章節詳述： 第一部分：電力電子基礎與關鍵元器件 第一章：電力電子學概論與發展趨勢 本章將概述電力電子學的基本概念、發展曆程以及在各個領域的廣泛應用，例如工業驅動、新能源發電（太陽能、風能）、電動汽車、不間斷電源（UPS）、LED照明以及消費電子等。 我們將探討當前電力電子技術麵臨的主要挑戰，如提高效率、減小體積、降低成本、增強可靠性以及實現智能化控製。 重點介紹下一代電力電子技術的發展方嚮，包括寬禁帶半導體材料（如SiC和GaN）的應用、多電平拓撲結構、集成化與模塊化設計、以及麵嚮物聯網（IoT）和能源互聯網的智能電力電子係統。 第二章：功率半導體器件的原理與選型 本章將詳細剖析主流功率半導體器件的工作原理、特性參數和應用場閤。我們將深入研究二極管（如整流二極管、肖特基二極管）、晶閘管（如SCR、TRIAC）、雙極型晶體管（BJT）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）以及絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。 對於每種器件，我們將分析其導通損耗、開關損耗、耐壓能力、電流能力、柵極驅動特性以及熱阻等關鍵參數。 特彆關注寬禁帶半導體器件（SiC MOSFET、GaN HEMT）的優勢，如更高的擊穿電壓、更低的導通電阻、更快的開關速度以及更高的工作溫度，並探討其在高溫、高頻應用中的潛力。 本章還將指導讀者如何根據具體應用需求，如工作電壓、電流、頻率、環境溫度和效率要求，來閤理選擇最閤適的功率半導體器件，並講解器件的可靠性評估方法。 第三章：磁性元器件的設計與優化 磁性元器件，包括電感器和變壓器，是電力電子變換器中至關重要的儲能和隔離元件。本章將深入研究磁性元器件的設計原理，包括磁芯材料的選擇（如鐵氧體、非晶閤金、納米晶閤金）、磁芯形狀（如EE、EI、RM、PQ、罐型、環形）以及繞組設計。 我們將分析不同磁性材料在不同工作頻率下的損耗特性，並講解如何根據變換器的功率等級、工作頻率和效率目標來優化磁芯尺寸和設計。 重點介紹感應器和變壓器的設計方法，包括電感量、匝數、綫徑、漏感、分布電容以及磁芯飽和等關鍵參數的計算和控製。 同時，本章也將探討磁性元器件的寄生效應，如渦流損耗、磁滯損耗以及趨膚效應，並介紹減小這些損耗的設計技巧，如多股細綫並繞（Litz wire）的應用。 最後，我們將討論磁性元器件的集成化設計，如多功能變壓器、集成電感器，以及在現代高密度電力電子係統中的應用。 第四章：電容器在電力電子係統中的作用與選型 電容器在電力電子係統中扮演著濾波、儲能、耦閤和旁路等多種關鍵角色。本章將詳細介紹不同類型電容器的原理、特性及其在電力電子應用中的選擇標準。 我們將分析電解電容器（鋁電解、鉭電解）、薄膜電容器（聚酯、聚丙烯）、陶瓷電容器以及超級電容器（電化學雙層電容器）的優缺點，包括其容量、額定電壓、等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、溫度穩定性、壽命以及可靠性。 特彆強調ESR對變換器效率和熱性能的影響，以及如何通過選擇低ESR的電容器來降低損耗和提高係統性能。 本章將指導讀者如何根據具體應用，如輸入/輸齣濾波、直流母綫儲能、高頻旁路以及能量緩衝，來選擇閤適的電容器類型、容量和額定電壓。 此外，還將討論電容器的可靠性設計，包括容值衰減、ESR變化以及壽命預測等問題。 第二部分：基本電力電子變換器拓撲結構與分析 第五章：DC-DC變換器原理與設計 本章將係統講解各種主流DC-DC變換器拓撲結構，包括Buck（降壓）、Boost（升壓）、Buck-Boost（升降壓）、Cuk、SEPIC、Zeta、Flyback（反激）、Forward（正激）、Push-Pull（推挽）、Half-Bridge（半橋）和Full-Bridge（全橋）等。 對於每種拓撲，我們將詳細分析其工作原理、電壓/電流變換比、功率流嚮、占空比（Duty Cycle）的計算方法，以及主要開關器件和二極管的電壓/電流應力。 我們將推導關鍵參數的計算公式，如輸入/輸齣紋波、所需電感和電容的數值，並講解如何根據輸齣電壓精度、負載變化範圍和效率要求來選擇閤適的拓撲結構。 本章還將重點介紹隔離型DC-DC變換器的設計，包括變壓器的參數設計、繞組設計以及隔離要求。 同時，將討論無刷DC-DC變換器（如LCL、LLC）在新能源和高功率密度應用中的優勢。 第六章：DC-AC逆變器原理與設計 本章將深入研究DC-AC逆變器的基本原理和各種拓撲結構。我們將從單相逆變器開始，逐步介紹方波逆變器、脈衝寬度調製（PWM）逆變器，以及三相逆變器的基本結構和控製方法。 重點講解SPWM（正弦脈衝寬度調製）、PSPWM（僞隨機脈衝寬度調製）等調製策略，並分析不同調製方法對輸齣波形質量、諧波含量和開關損耗的影響。 我們將詳細分析單極性PWM和雙極性PWM的控製原理，以及它們在不同應用中的優劣。 對於三相逆變器，將詳細闡述其六步換相控製和PWM控製，以及如何實現三相平衡輸齣。 本章還將討論多電平逆變器（如NPC、Flying Capacitor、Cascaded H-Bridge）在降低器件電壓應力、提高輸齣波形質量和減小諧波方麵的優勢，並介紹其在新能源並網和高壓大功率應用中的重要性。 第七章：AC-AC變換器與AC-DC整流器 本章將探討AC-AC變換器，主要包括變頻器（Frequency Converters）和AC調壓器（AC Voltage Controllers）。我們將分析斬波器（Cycloconverter）和直接AC-AC變換器的原理，並講解其在電機調速和輕載應用中的局限性。 重點介紹矩陣變換器（Matrix Converter）的結構和工作原理，以及其直接AC-AC能量轉換的優勢。 隨後，我們將轉嚮AC-DC整流器。本章將詳細介紹各種整流電路，包括半波整流、全波整流（橋式整流）以及帶濾波的整流器。 我們將分析不同整流器的紋波係數、功率因數（PF）和總諧波失真（THD）等性能指標。 特彆關注有源功率因數校正（APFC）技術，介紹其工作原理、控製策略（如CCM、DCM模式下的Boost APFC）以及在提高功率因數、減小輸入電流諧波方麵的關鍵作用。 第三部分：控製技術與係統級設計 第八章：電力電子變換器的控製理論與方法 本章將深入講解電力電子變換器的控製理論。我們將從基本的反饋控製概念入手，介紹PID（比例-積分-微分）控製器在穩態和動態性能方麵的設計與優化。 我們將分析變換器的傳遞函數模型，並講解如何使用頻域分析方法（如伯德圖、奈奎斯特圖）來設計補償器，以保證係統的穩定性和快速響應。 重點介紹數字控製在現代電力電子係統中的應用，包括采樣、量化、數字PID控製器設計以及數字補償器的實現。 我們將探討一些高級控製策略，如電流模式控製（Current Mode Control, CMC）和電壓模式控製（Voltage Mode Control, VMC）在DC-DC變換器中的應用，以及它們的優缺點。 此外，還將介紹軟開關技術（如ZVS, ZCS）對提高效率和減小電磁乾擾（EMI）的重要性，以及相關的控製實現方法。 第九章：電磁兼容性（EMC）與EMI抑製 電磁兼容性是確保電子設備在電磁環境中正常工作的關鍵。本章將深入探討電力電子係統中的電磁乾擾（EMI）産生機製，包括傳導乾擾和輻射乾擾。 我們將分析EMI的主要來源，如功率開關器件的快速開關動作、磁性元器件的電磁輻射以及PCB闆上的寄生參數。 本章將詳細介紹EMI的抑製技術，包括源頭抑製（如軟開關技術、減小迴路麵積）、濾波技術（如輸入/輸齣濾波器、EMI濾波器設計）、屏蔽技術（如機箱屏蔽、連接器屏蔽）以及接地技術。 我們將講解如何設計低EMI的PCB布局，包括閤理布綫、去耦電容的放置以及接地網的構建。 同時，還將介紹EMC標準（如FCC、CISPR）及其測試方法，以及如何在設計階段就考慮EMC要求，以通過EMC認證。 第十章：熱管理與可靠性設計 熱管理是確保電力電子係統長時間穩定運行的核心。本章將詳細分析電力電子係統中熱量的産生機製，包括半導體器件的損耗、磁性元器件的損耗、PCB的傳導損耗以及連接件的接觸電阻。 我們將介紹各種散熱方法，如自然對流、強製風冷、水冷以及熱管散熱技術，並分析不同散熱方式的效率和成本。 本章將指導讀者如何進行熱阻計算，估算器件的溫升，並選擇閤適的散熱器。 同時，我們將重點關注器件的溫度限製，以及如何通過優化設計來減小局部溫升。 在可靠性方麵，本章將探討影響電力電子係統可靠性的關鍵因素，如元器件的老化、溫度循環、濕度、振動以及應力。我們將介紹一些提高係統可靠性的設計原則，包括冗餘設計、安全裕度設計、以及元器件的可靠性選擇和評估。 還將討論失效模式與影響分析（FMEA）在可靠性設計中的應用。 第十一章：現代電力電子係統應用實例分析 本章將通過一係列實際應用案例，深入展示前述理論和設計方法的綜閤應用。我們將剖析不同領域的典型電力電子係統，如： 新能源並網係統： 分析太陽能逆變器、風力發電機變流器的拓撲結構、控製策略、電網適應性以及高效率設計。 電動汽車（EV）/混閤動力汽車（HEV）動力係統： 介紹車載充電器（OBC）、DC-DC變換器、電機驅動器等關鍵電力電子模塊的設計挑戰和解決方案，關注能量密度、效率和可靠性。 不間斷電源（UPS）： 講解在綫式、後備式、在綫互動式UPS的工作原理，以及其在功率變換、電池管理和並機技術方麵的設計要點。 LED照明驅動電源： 分析高功率因數、高效率LED驅動器的設計，包括恒流控製、隔離與非隔離設計以及EMI抑製。 服務器電源與數據中心供電： 介紹高效率、高功率密度的服務器電源設計，以及模塊化、冗餘化設計在數據中心中的應用。 對於每個案例，我們將詳細分析其麵臨的技術挑戰、采用的拓撲結構、關鍵元器件的選擇、控製策略以及EMC和熱管理方麵的設計考量。 附錄： 常用單位換算錶 常用元器件選型指南 電力電子仿真軟件簡介 相關行業標準索引 本書特色： 理論與實踐並重： 理論講解深入淺齣，並輔以大量實例和計算，使讀者能夠將理論知識應用於實際設計。 全麵覆蓋： 涵蓋瞭電力電子技術的基礎、核心變換器、控製技術以及係統級設計，為讀者提供一站式的學習體驗。 突齣前沿技術： 重點介紹瞭寬禁帶半導體、多電平技術、數字控製等當前和未來發展的重要方嚮。 注重解決實際問題： 深入分析瞭EMC、熱管理、可靠性等工程師在實際工作中常遇到的關鍵問題，並提供瞭實用的解決方案。 案例豐富： 通過對不同應用領域的典型係統進行深入剖析，幫助讀者理解理論知識的實際價值。 目標讀者： 本書適閤於從事電力電子領域的研究生、本科生、工程師、技術人員以及對電力電子技術感興趣的愛好者。無論是初學者還是有一定經驗的專業人士，都能從本書中獲得寶貴的知識和啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書我真的得好好說道說道。我之前對開關電源瞭解不多，總覺得它是個很神秘的東西，但又在很多設備裏都離不開它，所以一直想找本入門的書來學學。朋友推薦瞭這本《正版現貨 開關電源技術教程》，當時看名字就覺得挺專業的，也挺實用的。拿到書翻開來，確實內容非常豐富，從最基礎的二極管、三極管講起，一直到各種拓撲結構、控製方式，可以說是麵麵俱到。我尤其喜歡它講解一些復雜概念的時候，會用很多生動的例子和圖示，這樣我就不會覺得枯燥，也能更容易理解。比如，講到PWM控製的時候，書中就用瞭日常生活中水龍頭開關的類比，一下子就茅塞頓開。而且，書裏的內容安排也很閤理，循序漸進，讓我這個初學者感覺很有信心，一步一步跟著學下去，好像真的能把開關電源這塊硬骨頭啃下來一樣。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對電子技術充滿好奇的愛好者，最近被開關電源深深吸引瞭。在瀏覽瞭許多書籍後，《正版現貨 開關電源技術教程》以其清晰的排版和豐富的插圖吸引瞭我。書中對開關電源的各個組成部分進行瞭細緻的介紹，從功率器件的選擇到磁性元件的設計，再到控製策略的運用，都講解得非常到位。我尤其欣賞書中對實驗設計的指導，很多內容都附帶瞭詳細的實驗步驟和結果分析，這讓我這個動手能力較強的人能夠邊學邊練，加深理解。比如，書中關於製作一個簡單的Buck變換器的指導，讓我成功地完成瞭自己的第一個開關電源項目，這給瞭我莫大的成就感。這本書不僅是學習知識的寶庫，更是激發學習興趣的良師益友。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛入行不久的電子工程師，我一直希望能找到一本能指導我實際工作的開關電源書籍。《正版現貨 開關電源技術教程》的齣現，簡直是及時雨。我尤其看重它在實際應用方麵的講解，書中不僅有理論知識，更有很多實用的設計技巧和注意事項。例如，在講解濾波電路時，書中提供瞭多種設計方案，並分析瞭各自的優缺點，這對於我在實際電路設計中選擇閤適的濾波器非常有指導意義。另外，關於保護電路的設計，書中也給齣瞭詳細的步驟和建議，這對於提高産品的穩定性和可靠性至關重要。我還在書中看到瞭關於高頻變壓器設計的一些竅門，這部分內容對於初學者來說可能有點難度，但講解得非常透徹，讓我受益匪淺。總的來說，這本書的實用性是我最看重的，它確實能幫助我解決工作中的實際問題。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我買這本書之前，對開關電源的認知幾乎為零，隻知道它很重要。拿到《正版現貨 開關電源技術教程》之後，我纔真正開始認識到它的魅力。這本書的講解方式非常係統化，不像有些書那樣東拼西湊，而是從原理入手，一步步深入。一開始，我以為會很難，但書中清晰的邏輯和大量的實例，讓我逐漸入瞭門。我印象最深刻的是關於功率MOSFET的章節，書中詳細介紹瞭它的特性、驅動方式以及在開關電源中的應用，還對比瞭不同的MOSFET型號，這點對於選型非常有幫助。此外，關於PCB布局和EMC設計的部分，也給瞭我很多啓發，這些都是在實際産品開發中非常關鍵的環節。雖然我還沒有完全吃透所有內容，但這本書無疑為我打開瞭一扇新的大門，讓我看到瞭開關電源設計的廣闊天地。

評分☆☆☆☆☆

最近在學習開關電源，找瞭很多資料，最終選擇瞭《正版現貨 開關電源技術教程》。這本書的編排邏輯非常好，從基礎理論講到高級應用，層次分明。我特彆喜歡書中關於不同拓撲結構（如Buck、Boost、Flyback等）的講解，每個拓撲都配有詳細的原理圖和波形分析，讓我能夠清晰地理解它們的工作原理和特點。書中對控製環路的講解也非常深入，特彆是關於電壓模式和電流模式控製的對比分析，以及補償網絡的設計方法，這部分內容對於理解開關電源的穩定性至關重要。此外，書中還涉及瞭一些前沿技術，如LLC諧振變換器和GaN器件的應用，這讓我能瞭解到行業最新的發展動態。雖然這本書的篇幅不小，但內容質量很高，絕對值得反復研讀。