从零学起开关电源设计入门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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马洪涛 著

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店铺： 北京图书大厦旗舰店

出版社： 化学工业

ISBN：9787122318564

商品编码：29372558679

出版时间：2018-07-01

基本信息

商品名称： 从零学起开关电源设计入门	出版社： 化学工业出版社	出版时间：2018-07-01
作者：马洪涛	译者：	开本： 16开
定价： 59.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787122318565	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

本书从实用角度出发，全面系统深入地阐述了开关电源 的基础知识、典型开关电源的结构及工作原理、开关电源的 控制电路及各种保护电路的作用、开关电源的设计流程、开 关电源的调试与测试方法等，并给出了几种开关电源的设计 实例分析。 本书可供电子和电气工程技术人员，仪器仪表及家电维 修人员，大专院校师生及电子爱好者阅读。

拨云见日：现代电力转换技术的精要与实践 在这个电子设备无处不在的时代，背后默默支撑着它们运转的，正是那些体积小巧却功能强大的开关电源。它们是信息时代的基石，驱动着从智能手机、笔记本电脑到服务器、电动汽车等一切需要稳定直流供电的设备。然而，在看似简单的“插上电源就能用”背后，隐藏着精密的设计哲学、深刻的电力电子理论以及充满挑战的工程实践。 本书并非一本枯燥的技术手册，而是一次深入探索电力转换奥秘的旅程。我们旨在为渴望理解并掌握开关电源设计精髓的读者，提供一个清晰、透彻且实用的学习路径。我们将从最基础的概念入手，层层递进，最终触及到现代开关电源设计的核心要义。 理解电力转换的基石：直流与交流的桥梁 首先，我们会从最本质的问题开始：为什么需要开关电源？这涉及到我们日常生活中无处不在的交流电（AC）和电子设备广泛使用的直流电（DC）之间的差异。交流电具有易于远距离传输的优势，但其电压和频率的波动不适合直接驱动敏感的电子元件。而直流电则提供了一个稳定、恒定的电压，是绝大多数电子器件的“血液”。开关电源的核心任务，就是高效、精准地将来自电网的交流电，转换为设备所需的各种规格的直流电。 我们将详细阐述这一转换过程的原理，介绍几种基本的DC-DC转换拓扑结构，例如降压（Buck）、升压（Boost）和升降压（Buck-Boost）转换器。对于每种拓扑，我们都会深入剖析其工作原理，讲解电感、电容、MOSFET等关键元件是如何协同工作的，以及它们在能量存储和传递过程中扮演的角色。理解这些基本拓扑，就如同掌握了语言的基本语法，为后续更复杂的学习打下坚实的基础。 开关器件的艺术：效率与速度的平衡 开关电源之所以命名为“开关”电源，是因为其核心的能量转换是通过高速开合的开关器件（如MOSFET或IGBT）来实现的。这些开关器件以极高的频率（kHz到MHz级别）进行导通和关断，将输入的能量以脉冲的形式进行“斩断”和“重塑”，从而实现电压的升高或降低。 本书将深入探讨这些开关器件的特性，包括它们的导通电阻、开关损耗、耐压能力等。我们将分析在不同工作频率和负载条件下，如何选择最合适的开关器件，以及如何优化其驱动电路以减小开关损耗，提高整体效率。理解开关器件的工作机制，以及如何最大限度地减少能量损耗，是设计高效率、低发热开关电源的关键。 滤波与稳压：让电压如水般平滑 开关电源在工作过程中，由于其脉冲式的能量传递，输出的电压必然会存在一定的纹纹（Ripple）。这种纹纹会严重影响到被供电设备的正常工作。因此，滤波电路在开关电源设计中占据着至关重要的地位。 我们将详细讲解不同类型的滤波器（如LC滤波器、RC滤波器）的设计原理和计算方法。通过合理的滤波器设计，可以将输出电压的纹纹降至可接受的水平，确保为敏感电子设备提供稳定可靠的电源。 同时，稳压功能也是开关电源不可或缺的一部分。无论是外围电路的变化，还是输入电压的波动，都会对输出电压产生影响。本书将介绍几种常用的稳压反馈机制，例如电压模式控制和电流模式控制。我们将分析这些控制策略的优缺点，并讲解如何通过PID控制器等方式，实现精确的电压稳定，确保输出电压在各种工况下都能保持恒定。 电感与电容的智慧：能量的蓄水池 电感和电容是开关电源中最核心的能量存储元件。它们在每一次开关动作中，分别储存和释放能量，从而完成电压的转换。理解电感和电容的特性，以及如何根据设计要求精确计算其参数，是开关电源设计的另一项关键技能。 我们将深入讲解电感的饱和特性、漏感、寄生参数等，以及它们对开关电源性能的影响。同样，对于电容，我们将探讨其等效串联电阻（ESR）、等效串联电感（ESL）、漏电流等参数，以及如何选择合适的电容类型（如陶瓷电容、电解电容、薄膜电容）以满足不同应用的需求。通过对这些储能元件的深入理解，读者将能够更加精准地进行设计，避免潜在的问题。 PCB布局的艺术：信号的纯净与热量的管理 在理论设计完成之后，将电路实际转化为可制造的PCB（Printed Circuit Board）是至关重要的一步。然而，PCB布局并非简单的导线连接，它是一门融合了电磁兼容（EMC）、热管理和信号完整性（SI）等多方面知识的工程艺术。 本书将重点阐述开关电源PCB布局的关键原则。我们将讨论如何合理规划电源线和地线，最小化寄生电感和寄生电容，以减少噪声耦合和电磁干扰。同时，我们还会讲解如何有效地散热，例如通过增加铜箔面积、合理布局散热孔以及选择合适的散热元件，以确保开关电源在长时间工作下的稳定性和可靠性。正确的PCB布局，能够将理论设计的性能最大程度地转化为实际性能。 保护与可靠性：为电路保驾护航 任何电子设备的设计，都不能忽视安全和可靠性。开关电源作为能量转换的核心，其设计必须充分考虑各种潜在的故障模式，并加入相应的保护电路。 我们将详细介绍各种常用的保护机制，例如过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、短路保护（SCP）、过温保护（OTP）等。我们将分析这些保护电路的工作原理，以及如何根据不同的应用场景进行选择和设计。同时，我们还会探讨一些提高开关电源可靠性的方法，例如元件的降额使用、热退耦以及软件层面的保护策略等。确保开关电源在各种异常情况下都能安全可靠地运行，是用户信任的基石。 实战案例与设计流程：从图纸到成品 理论知识的掌握固然重要，但将这些知识应用于实际设计，才是检验学习成果的最佳方式。本书将通过一系列精心设计的实战案例，带领读者完成从需求分析、原理图设计、元件选型、PCB布局到最终调试验证的完整设计流程。 这些案例将涵盖不同功率等级、不同应用场景的开关电源，例如低功率消费电子电源、中等功率适配器以及一些更复杂的电源解决方案。通过这些案例的学习，读者将能够将书本上的理论知识融会贯通，并初步掌握独立进行开关电源设计的能力。 超越基础：现代设计的趋势与前沿 除了深入讲解基础知识，本书还将适时地介绍一些现代开关电源设计的趋势和前沿技术。例如，GaN（氮化镓）和SiC（碳化硅）等新型半导体材料在开关电源中的应用，它们如何实现更高的效率和更小的体积；功率密度不断提升的挑战与解决方案；以及智能化、数字化在电源管理中的应用。这些内容将帮助读者对开关电源技术的未来发展有一个初步的认识，保持学习的视野。 本书的目标是让每一个对电力电子技术怀有热情的读者，都能在掌握开关电源设计的基本原理和方法之后，自信地迈出从理论到实践的第一步。我们相信，通过本书的学习，您将能够拨开层层迷雾，清晰地看到现代电力转换技术的精髓，并能将其应用于您的实际设计之中，为创造更美好的电子世界贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常接地气，没有太多晦涩难懂的术语，即便是涉及到一些高级的概念，作者也会用通俗易懂的比喻来解释。我尤其欣赏书中在讲解元器件选型的时候，不仅仅是告诉我们有哪些参数需要关注，还分析了不同参数对电路性能的影响，以及如何根据具体需求来权衡选择。比如，在讲解电容的选择时，它不仅提到了ESR（等效串联电阻），还解释了低ESR电容在开关电源中的重要性，以及不同类型电容（如陶瓷电容、电解电容）的适用场合。这本书更像是一位经验丰富的老工程师，在你耳边娓娓道来，传授他多年的心得体会。它不是那种只讲“是什么”的书，而是更侧重于“为什么”和“怎么做”。对于很多初学者来说，最大的障碍往往是不知道如何将理论知识转化为实际的电路设计，而这本书恰恰弥补了这一不足，提供了非常有价值的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的价值在于它提供了一种“解决问题”的思维方式，而不是简单地罗列知识点。作者在讲解每一个概念、每一个电路时，都仿佛在设身处地地扮演一个新手设计师的角色，预见到我可能会有的疑问，并提前给出解答。例如，在讲解环路稳定性的时候，书中并没有直接丢给我一个复杂的伯德图分析，而是先从负反馈的原理讲起，解释为什么不稳定的环路会导致振荡，然后通过几个简单的例子，逐步引导我理解补偿电路的作用。这种“先易后难，循序渐进”的学习路径，让我能够真正地理解开关电源设计的核心，而不是死记硬背一些公式。此外，书中对实际应用中的一些“坑”也做了提醒，比如在选择电感时要注意饱和电流，在设计PCB时要注意走线的宽度和布局，这些都是在理论书籍中很难找到的宝贵经验。它让我意识到，开关电源设计不仅仅是理论计算，更是对实际物理世界的深刻理解和工程实践。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《从零学起开关电源设计入门》，我最大的感受就是它真的把一个看似复杂的技术门槛降低了好多。我之前对电子设计完全是小白一个，连最基本的电阻、电容都分不太清。但是这本书，从最基础的原理讲起，比如什么是电压、电流、功率，这些我一直以为是常识但又模模糊糊的概念，书里都给出了清晰易懂的解释。然后循序渐进地引入了开关电源的核心概念，比如PWM（脉冲宽度调制）是怎么工作的，为什么它能实现高效的能量转换，还有各种MOSFET、二极管这些关键器件的作用。最让我惊喜的是，书里还配了大量的图示和简单的电路模型，让我这个视觉型学习者一下子就明白了那些枯燥的公式背后的物理意义。读着读着，我甚至觉得搭建一个简单的低功率开关电源模块也不是遥不可及的事情了。对于那些和我一样，想从头开始了解开关电源，又担心技术太难的读者来说，这本书绝对是一个绝佳的起点，它给了我莫大的信心去探索这个领域。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书在内容编排和细节讲解上，真的体现了作者的用心良苦。它不仅仅是理论的堆砌，更侧重于实际的设计思路和方法。我特别喜欢其中关于不同拓扑结构的部分，比如Buck、Boost、Buck-Boost这些常见的降压、升压和升降压电路，作者不仅详细解释了它们的原理图和工作波形，还分析了各自的优缺点、适用场景以及设计时需要考虑的关键参数。更棒的是，书中还给出了一些实际设计的案例，从元件的选择、参数的计算，到PCB布局的注意事项，都有提及。我跟着书中的例子，尝试去推导计算，虽然有些地方还需要反复琢磨，但那种“豁然开朗”的感觉真的很棒。这本书没有回避设计的难点，比如EMI（电磁干扰）的抑制、效率的优化、热管理的策略，但它又是以一种很引导性的方式来介绍这些内容，让你知道有这些问题需要解决，并给出了一些初步的解决方案。这比单纯看一个产品手册要来得更系统、更深入。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢这本书中对“调试”环节的重视。很多开关电源的书籍，都只停留在理论设计层面，很少会深入讲解实际调试中会遇到的问题以及如何解决。但这本书不同，它专门辟出章节来讲解如何进行实验验证，如何利用示波器等工具来监测波形，如何分析异常现象，并给出相应的排查思路。这对于我们这些没有太多实践经验的初学者来说，简直是救星。书中通过一些实际的故障案例，比如输出纹波过大、效率不达标、过载保护失效等，详细分析了可能的原因和调试步骤，让我能够更加从容地面对实际项目中的挑战。它让我明白，一个好的开关电源设计，不仅需要扎实的理论基础，更离不开精心的调试和优化。这本书就像一个全面的向导，不仅教我如何建造，还教我如何测试和维护，为我打开了通往开关电源工程师之路的大门。