模块电源外围电路设计要点及应用实例9787121313851 电子工业出版社 周志敏著 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周志敏著 著

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• 周志敏
• 电子工业出版社
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121313851

商品编码：29371152268

包装：平装-胶订

出版时间：2017-05-01

图书基本信息
图书名称	模块电源外围电路设计要点及应用实例
作者	周志敏著
定价	48.00元
出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121313851
出版日期	2017-05-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装-胶订
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书结合国外模块电源技术的发展动向及的应用实践，在简介DC/DC变换器和模块电源的基础上，系统地讲述了软开关控制技术及电路分析、VICOR模块电源、DC/DC模块电源工程应用、系统电源架构及模块电源应用电路实例等内容，题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，文字通俗，具有很高的实用价值，是从事模块电源设计与应用的工程技术人员的读物。

作者简介

周志敏，1985年毕业于哈尔滨建筑大学（现为哈尔滨工业大学）电气自动化专业，1985年8月在黑龙江省荣军电力公司从事技术工作，1987年5月在山东莱芜钢铁集团公司安装工程处从事技术工作，1990年12月在山东莱芜钢铁集团公司设计院从事电气自动化设计工作，1999年8月在山东莱芜钢铁集团公司动力部从事技术管理和开发工作。

目录

章DC/DC变换器与模块电源 1��1DC/DC变换器分类及典型电路 1��1��1DC/DC变换器分类及拓扑结构 1��1��2DC/DC变换器的典型电路 1��1��3高功率密度DC/DC变换器 1��1��4高功率密度DC/DC变换器的发展现状 1��2模块电源 1��2��1模块电源的特点及分类 1��2��2模块电源的功能及损耗 1��2��3模块电源可靠性及设计中的挑战 1��2��4模块电源的优点及设计规则 1��2��5模块电源发展呈现的特点及发展趋势 第2章软开关技术及电路分析 2��1软开关技术 2��1��1软开关及软开关电路分类 2��1��2软开关电路的工作原理 2��1��3无源软开关技术 2��2软开关变换器的电路分析 2��2��1无源软开关变换器的电路分析 2��2��2无损缓冲双管串联单正激电路分析 2��2��3准谐振软开关反激变换器电路分析 2��2��4不对称脉宽调制半桥DC/DCZVS变换器电路分析 2��2��5正激式ZVT—PWM变换器电路分析 2��2��6零电流零电压开关交错并联双管正激变换器电路分析 2��2��7ZVT(零转换)—PWM变换器电路分析 2��2��8推挽工作模式软开关DC/DC变换器电路分析 2��2��9ZVS—PWM全桥变换器电路分析 2��2��10有限双极性控制ZVZCSPWM全桥变换器电路分析 2��2��11单相Boost型软开关功率因数校正电路分析 第3章VICOR模块电源 3��1VICOR模块电源的特性及应用电路 3��1��1VICOR模块电源的特性 3��1��2VICOR模块电源的应用电路 3��2VICOR模块电源的恒流控制与保护及均流技术 3��2��1VICOR模块电源的恒流控制技术 3��2��2VICOR模块电源的保护技术 3��2��3VICOR模块电源的均流技术 3��3VICOR的辅助模块 3��3��1自动调节整流模块(ARM) 3��3��2滤波/自动调节整流模块(FARM) 3��3��3高增压谐波衰减模块(HAM) 3��3��4交流前端模块(ENMod) 3��3��5滤波及输入衰减模块(FIAM) 3��3��6输出纹波衰减模块(MicroRAM) 第4章DC/DC模块电源工程应用 4��1DC/DC模块电源的选择及可靠性计算 4��1��1DC/DC模块电源的选择 4��1��2模块电源可靠性计算 4��1��3模块电源应用中的注意事项 4��2模块电源的设计要求及热插拔技术 4��2��1模块电源的设计要求 4��2��2模块电源的热插拔功能及冲击电流限制 4��2��3提高电源冗余度的热插拔结构 4��3系统电源优化设计及模块电源测试 4��3��1系统电源应用技术 4��3��2应用DC/DC变换器优化设计系统电源 4��3��3模块电源的合理应用 4��3��4分布电源设计 4��3��5模块电源测试 第5章系统电源架构及模块电源应用电路实例 5��1系统电源架构的发展和分比功率架构的特点 5��1��1系统电源架构的发展 5��1��2FPA的控制架构及特点 5��2模块电源应用实例 实例1�被�于全砖DC/DC变换器的铅酸蓄电池充电器应用电路 实例2�蹦赶弑浠荒？�(BCM)与非隔离负载点变换器(niPOL)的组合应用电路 实例3�被�于电压变换模块(VTM)的宽输入电压应用电路 实例4�� 基于总线变换模块(BCM)构成的大功率阵列应用电路 实例5�蔽⑿虳C/DC变换器遥感功能应用电路 实例6�备吖β拭芏菵C/DC变换器的压、过压锁定应用电路 实例7�� 基于全型、小型及微型系列DC/DC变换器的高功率阵列应用电路 实例8�� 基于高功率密度DC/DC变换器的工业高电压电源应用电路 实例9�� 基于分比功率架构的系统电源应用电路 实例10�钡ジ鯬RM驱动多个VTM的并联应用电路 实例11�被�于PRM和VTM的恒定电流驱动LED的应用电路 参考文献

编辑推荐

本书结合国外模块电源技术的发展动向及的应用实践，在简介DC/DC变换器与模块电源的基础上，系统地讲述软开关控制技术及电路分析、VICOR模块电源、DC/DC模块电源工程应用、系统电源架构及模块电源应用电路实例等内容。本书题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，文字通俗，具有很高的实用价值，是从事模块电源设计与应用工程技术人员的读物。

文摘

序言

《精通模块电源实用指南：从理论到实践的深度解析》 引言 在现代电子设备日益复杂化、集成化和高效化的浪潮中，模块电源以其高度集成、设计灵活、性能优越的特点，成为了不可或缺的关键组件。无论是消费电子、通信设备，还是工业自动化、医疗器械，乃至航空航天领域，稳定可靠的电源供应都是其正常运行的基石。然而，模块电源并非独立存在，其性能的充分发挥，往往离不开精心设计的周边电路。这些外围电路不仅影响着模块电源的效率、稳定性、可靠性，还直接关乎整个系统的电磁兼容性（EMC）、瞬态响应以及长期寿命。 本书正是为了满足广大电子工程师、技术研发人员以及相关专业学生在模块电源外围电路设计方面的深入学习和实践需求而创作。我们旨在提供一套系统、全面且极具实践指导意义的知识体系，帮助读者深刻理解模块电源核心工作原理，掌握外围电路设计的关键要素，并通过丰富的应用实例，将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。本书内容不包含《模块电源外围电路设计要点及应用实例》（ISBN: 9787121313851，周志敏著，电子工业出版社）一书中已有的具体章节或案例，而是从一个更广阔的视角，聚焦于模块电源外围电路设计的共性与普遍性技术难点，以及当前行业前沿的设计理念与方法。 第一部分：模块电源基础与外围电路的重要性 在正式深入外围电路设计之前，我们将首先回顾模块电源的基本分类、工作原理及其在不同应用场景下的优势。这一部分将为读者建立起一个坚实的理论基础，使其能够更好地理解外围电路设计的必要性和关键性。 模块电源的类型与特点： 详细介绍DC-DC转换器（降压、升压、升降压）、AC-DC转换器（整流滤波、线性稳压、开关稳压）等主流模块电源类型。分析不同拓扑结构（如Buck, Boost, Buck-Boost, SEPIC, Flyback, Forward, Push-Pull, Half-Bridge, Full-Bridge等）的优缺点，以及它们在功率密度、效率、成本、EMI等方面的权衡。 模块电源在系统中的作用： 阐述模块电源作为核心能量转换与管理单元，其稳定性和可靠性对整个电子系统的重要性。强调模块电源并非“即插即用”，其性能发挥受制于外部环境和接口电路。 外围电路设计的挑战与价值： 深入探讨为何模块电源需要精心设计的外围电路。解释诸如输入电压滤波、输出电压纹波抑制、瞬态响应优化、保护电路（过流、过压、欠压、短路、过温）、EMI抑制、热管理、以及与微控制器或其他控制电路的接口设计等问题，并非模块电源本身能够完全解决。强调高质量外围电路设计对于提升产品性能、可靠性和市场竞争力的关键作用。 第二部分：输入端外围电路设计精要 输入端电路是模块电源的第一道“关卡”，直接影响模块电源的输入特性、稳定性和EMI表现。本部分将聚焦于输入端关键外围电路的设计方法与考量。 输入滤波设计： 作用与目的： 抑制输入电源的噪声和纹波，防止模块电源产生的噪声反向传导到输入端，以及应对EMI传导干扰。 滤波元件选择： 详细讲解电容（陶瓷电容、电解电容、钽电容、薄膜电容）的选型原则（ESR、ESL、耐压、容量、工作温度），以及电感的选型原则（饱和电流、直流电阻、Q值）。 滤波电路拓扑： 分析LC滤波、RC滤波、CL滤波等常用输入滤波结构。重点阐述如何根据噪声频谱特性、功率需求、阻抗匹配要求来设计最优的滤波方案。 EMI共模与差模干扰抑制： 深入讲解共模扼流圈（CM Choke）和差模电感的应用，以及Y/X类电容在输入端EMI抑制中的作用。 浪涌与瞬态保护： 讨论使用瞬态电压抑制器（TVS）、压敏电阻（MOV）、快速熔断器等元件对输入端的过电压和瞬态尖峰进行保护。 输入电压范围与过欠压保护： 模块电源的有效工作电压范围： 分析模块电源的输入电压范围限制，以及超出范围可能带来的后果。 硬件实现过欠压保护： 介绍使用比较器、分压电阻、稳压参考源等元件构建的硬件级过欠压检测与保护电路，确保模块电源在安全电压范围内工作。 输入端EMI抑制： 传导发射（Conducted Emission）的抑制： 结合滤波设计，重点分析如何通过合理的元件布局、屏蔽、接地等手段降低传导EMI。 辐射发射（Radiated Emission）的初步控制： 探讨输入端线缆的布线、屏蔽以及滤波元件的布置对辐射EMI的影响。 第三部分：输出端外围电路设计精要 输出端电路直接决定了模块电源的输出电压质量，包括纹波、噪声、瞬态响应以及对负载变化的适应能力。本部分将深入探讨输出端关键外围电路的设计。 输出滤波设计： 目的与要求： 讲解如何进一步降低输出电压的纹波和噪声，满足不同负载对电源纯净度的要求。 滤波元件选择与组合： 深入分析不同类型电容（低ESR陶瓷电容、高频电解电容、聚合电容）在输出滤波中的作用，以及电感的选择原则。 LC、CLC滤波网络： 详细介绍单级LC滤波、多级LC滤波以及CLC滤波网络的原理和设计方法，并结合模块电源的输出阻抗特性进行分析。 电容选型的关键指标： 强调ESR（等效串联电阻）和ESL（等效串联电感）对输出纹波和瞬态响应的影响，以及如何选择低ESR、低ESL的电容。 瞬态响应优化： 负载瞬态响应： 分析当负载电流快速变化时，模块电源输出电压会产生瞬态跌落或过冲。 补偿措施： 介绍通过增加并联电容、调整输出滤波参数、使用更快的瞬态响应模块电源，以及利用额外的储能元件（如超级电容）来改善瞬态响应。 与控制环路的协同设计： 简述输出滤波设计如何与模块电源内部的控制环路相互影响，并提出协同优化的思路。 输出电压稳定与精度： 影响输出稳定性的因素： 分析输入电压波动、负载变化、温度变化等对输出电压精度的影响。 精密输出与外部基准： 讨论在需要更高输出电压精度的场合，如何通过外部精密稳压参考源、反馈环路补偿等技术手段来提升输出精度。 输出端EMI抑制： 输出线缆的设计： 强调合理的输出线缆布线、屏蔽以及对地连接，减少EMI辐射。 滤波网络与EMI的关联： 分析输出滤波电路本身的设计是否会引入或放大EMI。 输出保护电路： 过流与短路保护： 详细介绍使用限流电阻、保险丝、PTC自恢复保险丝、以及外部电子开关等方式实现输出过流和短路保护。 反向电压保护： 讨论使用肖特基二极管或MOSFET实现对反向电压的保护。 第四部分：模块电源的可靠性与保护设计 可靠性是衡量电源系统性能的关键指标。本部分将深入探讨影响模块电源可靠性的因素，以及相应的保护电路设计。 热管理与散热设计： 模块电源的功耗分析： 计算模块电源自身的损耗，预测其产生的热量。 散热方式： 介绍自然对流、强制风冷、导热膏、散热器、PCB敷铜散热等多种散热技术。 温升计算与评估： 提供计算温升的简易方法，以及通过热成像等手段进行评估。 过温保护： 设计基于温度传感器的过温保护电路，防止模块电源因过热而损坏。 过压/欠压保护（系统层面）： 系统级保护的重要性： 强调即使模块电源本身具备一定的保护能力，系统级的保护更为关键。 使用独立的保护IC： 介绍一些专用的电源保护IC，它们能够提供更精确、更全面的过压、欠压、过流等保护功能。 软启动与浪涌电流控制： 浪涌电流的危害： 分析模块电源启动时瞬间较大的浪涌电流对输入电源、开关元件以及其他器件可能造成的损害。 软启动电路设计： 介绍使用NTC热敏电阻、功率MOSFET配合电容等方式实现软启动，平缓浪涌电流。 EMI/EMC设计基础与考虑： EMI/EMC的基本概念： 解释传导发射、辐射发射、敏感性等概念。 PCB布局与布线原则： 强调关键信号走线、地线设计、电源线去耦、元件布局等对EMC性能的影响。 屏蔽与接地策略： 介绍不同类型的屏蔽技术和接地方式（单点接地、星形接地、混合接地），以及它们在降低EMI中的作用。 可靠性设计与寿命预测： 元器件的选型与寿命： 讨论电容、电感、MOSFET等关键元器件的寿命参数，以及如何选择高可靠性元器件。 降额设计： 强调对元器件进行合理的降额使用，以延长其使用寿命。 故障分析与预防： 介绍常见的模块电源失效模式，以及如何通过设计预防这些失效。 第五部分：模块电源外围电路的典型应用实例与设计流程 本部分将结合前面各章节的理论知识，通过一系列具有代表性的应用实例，展示模块电源外围电路的实际设计过程。这些实例将涵盖不同行业、不同应用场景，为读者提供直观的学习范例。 实例一：高性能通信设备电源解决方案 需求分析： 低纹波、高瞬态响应、高EMI抑制要求。 设计要点： 高频低ESR电容输出滤波、精密输入滤波、共模扼流圈应用、PCB布局与屏蔽设计。 实例二：工业自动化设备电源设计 需求分析： 宽输入电压范围、高可靠性、良好的抗干扰能力。 设计要点： 宽范围输入滤波、浪涌保护、多重冗余设计考虑、热管理方案。 实例三：消费电子产品电源适配器设计 需求分析： 高效率、低成本、满足安规与EMI标准。 设计要点： 优化功率因数校正（PFC）与整流滤波、输出LC滤波、EMI抑制关键点。 实例四：新能源领域（如电动汽车充电桩）电源模块外围 需求分析： 大功率、高效率、严苛的户外环境适应性、可靠性。 设计要点： 功率级滤波与散热、高压隔离设计、耐候性元器件选型、多重保护机制。 通用设计流程与方法论： 需求定义： 清晰地定义输入输出规格、功率需求、环境要求、可靠性标准、成本目标。 模块电源选型： 根据需求选择合适的模块电源。 外围电路概念设计： 初步确定滤波、保护、散热等关键外围电路的拓扑结构。 详细设计与仿真： 使用SPICE等仿真工具对设计进行验证，优化参数。 PCB布局与布线： 遵循EMC设计原则进行PCB布局。 原型制作与测试： 制作原型并进行全面的电气性能、EMI、可靠性测试。 迭代优化： 根据测试结果对设计进行修改和优化。 结论 模块电源外围电路的设计是一门融合了理论与实践的综合性学科。它不仅需要工程师对电力电子基本原理有深刻的理解，更要求具备丰富的工程经验和对细节的关注。本书旨在通过系统性的知识梳理、深入的技术解析以及贴合实际的应用实例，帮助读者构建起完整的模块电源外围电路设计知识体系，克服工程实践中的挑战，设计出高性能、高可靠性的电源系统。我们相信，本书将成为您在模块电源设计道路上的一位得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容之丰富，确实超出我的预期。我本来只是想找一本关于模块电源的书籍，没想到它在看似基础的外围电路设计上，竟然能挖掘出如此多的细节和学问。书中的案例分析部分尤其让我印象深刻，它没有停留在泛泛而谈，而是深入到具体电路的搭建、参数的选取、以及可能出现的潜在问题和相应的解决策略。我仔细研究了其中几个章节，例如关于稳压电路的噪声抑制，以及在不同工作环境下如何保证输出精度的设计思路。作者通过图文并茂的方式，将复杂的电路原理变得通俗易懂，让我能够清晰地把握设计的逻辑。特别是针对一些常见的应用场景，比如消费类电子、工业控制等，书中都提供了相应的电路设计参考，这大大节省了我自己摸索的时间。而且，书中还涉及了一些关于散热、可靠性等方面的内容，这些往往是被很多新手设计师所忽略的，但却是保证电源模块长期稳定运行的关键。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它提供了一个非常扎实的实践基础。我经常遇到的一个问题是在设计过程中，遇到一些意想不到的干扰或者性能下降，却不知道问题的根源在哪里。这本书通过大量的实例，详细剖析了这些问题可能产生的原因，并且提供了切实可行的解决方案。例如，书中对于如何优化纹波抑制，或者如何提高电源的瞬态响应速度，都提供了非常具体的电路拓扑和参数设计指导。我特别喜欢书中关于EMI/EMC设计的章节，这部分内容往往是很多设计中容易被忽视但又至关重要的一环。作者通过生动的图示和清晰的文字，讲解了如何从源头上抑制电磁干扰，以及如何有效地屏蔽和滤波。这本书让我明白，外围电路的设计不仅仅是简单的元器件堆砌，更是对电路物理特性的深刻理解和巧妙运用。

评分☆☆☆☆☆

对于那些在电源设计领域有所追求的读者来说，这本书无疑是一本不可多得的参考书。它涵盖了模块电源外围电路设计的多个维度，从基本的电路组成到高级的优化策略，都有深入的探讨。我尤其欣赏书中关于可靠性设计和故障排除的章节，这部分内容能够帮助我预见潜在的设计风险，并提前做好应对措施。书中还提到了一些关于电源效率提升的技巧，比如如何通过优化软启动电路来降低启动时的电流冲击，或者如何选择低损耗的功率电感。这些对于追求绿色能源和节能设计的工程师来说，具有非常重要的指导意义。总的来说，这本书的内容非常全面，而且实践性强，能够真正帮助读者解决实际设计中遇到的难题，并且提升其设计能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚入行不久的电子工程师，我一直对电源模块的设计感到有些畏惧，觉得它涉及到很多复杂的公式和理论。这本书的出现，很大程度上改变了我的看法。它以一种更加亲民和实用的方式，将模块电源外围电路的设计要点逐一呈现。我最喜欢的部分是书中对各种元器件在电路中所扮演角色的详细解读，以及如何根据具体需求来选择最优的元器件组合。比如，关于如何选择合适的肖特基二极管来降低导通损耗，或者如何根据开关频率来选取合适的MOSFET，这些都给我带来了很多启发。书中还提到了很多在实际布线中需要注意的细节，比如地线的处理、信号线的隔离等，这些细节往往能够决定电源模块的成败。我发现，这本书不仅仅是关于“怎么做”，更是关于“为什么这么做”，这使得我对电源设计的理解更加深刻。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我原本是抱着学习一下开关电源核心设计的心态。毕竟，在电子产品飞速发展的今天，模块电源的普及度越来越高，掌握其外围电路的设计技巧，对于提升产品性能、降低成本至关重要。我特别关注那些能够帮助我快速解决实际问题的部分，比如针对不同应用场景下的滤波电路、保护电路以及驱动电路的优化方案。这本书虽然在理论讲解上有所涉及，但更侧重于将理论与实际应用相结合，提供了许多经验性的总结和实操建议，这正是我所需要的。例如，书中关于如何根据负载特性选择合适的电容、电感，以及如何设计高效的EMI滤波器，这些内容都非常有启发性。我还在书中找到了关于过流、过压保护电路设计的详细阐述，这对于确保电源系统的稳定性和安全性至关重要。总的来说，这本书提供了一个比较完整的视角，帮助我理解在设计模块电源外围电路时需要考虑的关键因素，以及如何通过这些外围电路来提升整个电源模块的性能。