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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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122318565

商品编码：29383337805

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。

《实用低压差线性稳压器设计指南》 简介 在现代电子系统中，对稳定、低噪声电源的需求日益增长。尤其是在便携式设备、高性能传感器以及精密模拟电路中，传统的开关电源往往会带来令人不悦的噪声和复杂的滤波要求，而电池电压又难以满足某些器件的工作需求。此时，低压差（Low Dropout, LDO）线性稳压器便成为了理想的解决方案。本书《实用低压差线性稳压器设计指南》深入浅出地探讨了LDO稳压器的工作原理、设计要点、性能优化以及实际应用中的挑战，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套全面而实用的设计参考。 本书并非泛泛而谈，而是聚焦于LDO这一特定且重要的电源管理组件。我们不会涉及开关电源的拓扑结构、电感设计、PWM控制理论等与LDO完全无关的内容。取而代之的是，我们将围绕LDO的每一个关键环节，从基础理论到高级技巧，进行细致入微的剖析。 第一部分：LDO稳压器基础理论 LDO的定义与优势： 详细阐述LDO稳压器与传统线性稳压器（如三端稳压器）的区别，重点强调其“低压差”特性所带来的功耗降低、效率提升以及输入输出电压裕度增大的优势。分析LDO在各种应用场景下的不可替代性，例如电池供电设备的续航能力提升、低功耗物联网设备的传感器供电、音频设备中的低噪声要求等。 LDO的基本工作原理： 深入剖析LDO的核心组件，包括误差放大器、带隙基准源、功率通路（通常是P沟道MOSFET或PNP BJT）以及反馈网络。通过清晰的原理框图和深入的数学模型，解释误差放大器如何检测输出电压偏差并控制功率通路，从而实现恒定的输出电压。讲解稳压过程中的反馈机制，以及如何通过调整增益和相位裕度来保证系统的稳定性。 关键性能参数解析： 详细解读LDO的关键性能指标，如压差（Dropout Voltage）、输出电压精度、线性和负载调整率、纹波抑制比（PSRR）、静态电流（Quiescent Current）、瞬态响应、输出噪声以及热关断和过流保护等。对于每一个参数，都将提供其物理含义、影响因素以及在实际设计中需要关注的取舍。例如，我们会分析降低压差与降低静态电流之间的权衡，以及如何通过优化设计来平衡纹波抑制与瞬态响应。 第二部分：LDO稳压器设计核心要素 误差放大器设计： 这是LDO的核心控制单元。我们将从基本跨导-跨阻（GM-S）模型出发，讲解CMOS和BJT误差放大器的设计思路。涵盖单极点、两极点补偿技术，分析如何通过调整频率补偿来获得足够的相位裕度，保证LDO在各种负载条件下稳定工作。讨论各种前馈和反馈技术对带宽和瞬态响应的影响。 带隙基准源设计： 稳定的基准源是LDO输出电压精度的基石。本书将详细介绍不同类型的带隙基准源，包括基于CMOS和BJT的实现方式。分析温度漂移、电源电压灵敏度等因素，并提供相应的补偿技术，例如使用PTAT（Proportional to Absolute Temperature）和CTAT（Complementary to Absolute Temperature）电流源进行补偿。 功率通路设计： 功率通路直接决定了LDO的压差、效率和输出能力。我们将重点关注P沟道MOSFET和PNP BJT作为功率通路的选择。深入分析其导通电阻、驱动要求以及与误差放大器的匹配。讲解如何通过优化栅极驱动和源极跟随电路来提高效率和降低压差。 频率补偿与稳定性分析： 任何负反馈系统都需要考虑稳定性。本书将详细介绍LDO的频率响应特性，包括极点和零点的位置。讲解如何通过添加补偿电容、电阻等元件来调整补偿极点和零点，从而获得足够的相位裕度和增益裕度。演示如何使用 Bode 图和 Nyquist 图来分析系统的稳定性，并介绍一些常用的稳定性测试方法。 输出电容和ESR的影响： 输出电容不仅影响LDO的瞬态响应，也对系统的稳定性至关重要。我们将分析不同类型的输出电容（陶瓷电容、钽电容、电解电容）的特性，以及其等效串联电阻（ESR）对LDO稳定性的影响。讲解如何在不同类型的电容下进行补偿设计，以及如何选择合适的输出电容以满足性能要求。 第三部分：LDO稳压器的高级设计与优化 低静态电流（Low Quiescent Current, LDO）： 在电池供电设备中，降低静态电流是延长续航的关键。本书将介绍多种降低静态电流的设计技巧，如使用高增益误差放大器、优化偏置电流、采用PMOS作为功率通路等。探讨低静态电流LDO在实际应用中可能面临的挑战，如瞬态响应下降和输出噪声增加。 高电源抑制比（High Power Supply Rejection Ratio, PSRR）： PSRR是衡量LDO抑制输入电压纹波能力的重要指标。我们将深入分析输入电压波动如何耦合到输出电压，并介绍提高PSRR的设计方法，如优化误差放大器的带宽、采用多级放大器、设计输入滤波电路等。 瞬态响应优化： 快速响应负载变化是保证系统稳定运行的关键。本书将深入分析影响瞬态响应的因素，如负载电流变化速率、输出电容大小、误差放大器带宽等。提供优化瞬态响应的设计策略，例如调整误差放大器增益、使用前馈补偿技术、选择合适的输出电容等。 低噪声LDO设计： 在对噪声敏感的应用中（如音频、传感器），低噪声LDO是必不可少的。我们将解析LDO噪声的来源，如带隙基准源噪声、误差放大器噪声、功率通路噪声等。介绍降低噪声的设计技术，如使用低噪声的基准源、优化误差放大器的设计、使用高品质的输出电容等。 集成LDO设计考量： 许多现代SoC（System on Chip）都集成了LDO。本书将探讨在芯片内部设计LDO时需要特别注意的问题，如衬底隔离、工艺 Variation 对性能的影响、面积约束、以及如何与数字电路共存以降低相互干扰。 保护电路设计： 过流保护（OCP）和过温保护（OTP）是LDO重要的安全功能。我们将讲解不同类型的过流检测机制（如折返式、限流式），以及如何设计有效的过温保护电路，确保LDO在极端条件下安全可靠地工作。 第四部分：LDO稳压器的实际应用与案例分析 不同应用场景下的LDO选择： 针对手机、平板电脑、物联网设备、汽车电子、医疗设备等不同应用场景，分析LDO选型的关键考虑因素，如电压、电流、效率、噪声、尺寸、成本等。 实际电路设计实例： 提供几个典型的LDO稳压器设计案例，从原理图到PCB布局，进行详细的讲解。例如，一个用于高性能FPGA的低噪声LDO，一个用于低功耗物联网设备的超低静态电流LDO，以及一个用于驱动高精度ADC的低噪声、高PSRR LDO。 EDA工具在LDO设计中的应用： 介绍如何使用SPICE等仿真工具对LDO进行性能仿真和稳定性分析，如何利用设计自动化工具进行版图设计和寄生参数提取。 典型LDO器件的分析： 分析市面上一些主流LDO芯片的内部架构和性能特点，帮助读者更好地理解不同器件的优势和适用范围。 本书特色： 聚焦LDO： 严格围绕低压差线性稳压器展开，不涉及其他类型电源的设计。 理论与实践结合： 既有深入的理论推导，又有丰富的实践指导和设计案例。 图文并茂： 大量清晰的电路图、波形图和仿真结果图，直观易懂。 注重细节： 关注设计中的每一个细节，帮助读者规避常见的陷阱。 面向工程实践： 旨在培养读者独立设计和优化LDO稳压器的能力。 无论您是初学者，还是有一定经验的工程师，希望深入理解LDO稳压器的设计精髓，本书都将是您不可多得的参考宝典。通过学习本书，您将能够自信地设计出高性能、低功耗、高可靠性的LDO稳压器，为您的电子产品赋予强大的动力支持。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对DIY电子项目充满热情的爱好者，总想着能做出一些属于自己的小玩意儿。之前尝试过一些简单的电路，但总觉得缺乏一个核心的动力来源，希望能自己动手设计一个小型开关电源来驱动我的项目。这本书的标题《从零学起开关电源设计入门》正是我一直在寻找的。它没有使用过于学术化的语言，而是以一种非常亲切和鼓励的方式引导读者。书中的实例都非常贴近实际应用，比如如何设计一个用于给手机充电的USB电源，或者是一个给LED灯供电的恒流源。这些都是我非常感兴趣的项目，也让我看到了将书本知识转化为实际成果的可能性。最让我印象深刻的是，书中对于“为什么”的解释非常到位，而不是简单地给出公式或结论。它会讲解为什么选择某种元器件，为什么某个参数需要这样设置，这样的讲解方式让我能真正理解背后的原理，而不是死记硬背。我喜欢这种“知其然，知其所以然”的学习过程。读完这本书，我已经跃跃欲试，准备着手设计我的第一个开关电源模块了，非常期待！

评分☆☆☆☆☆

我是一位在电子领域工作多年的工程师，但我的专长并不在电源设计。最近公司接到一个需要设计低功耗开关电源的项目，我被委派了任务。起初我有些担心，毕竟电源设计涉及到的理论和实践经验都比较深厚。然而，《从零学起开关电源设计入门》这本书给了我巨大的惊喜。它不仅仅是入门级的读物，其中对于开关电源的原理、拓扑结构、关键器件的选择和计算，都有着非常深入且系统的阐述。作者在解释诸如瞬态响应、纹波抑制、效率优化等核心问题时，逻辑清晰，论证严谨，并结合了大量的公式推导和仿真分析。我特别欣赏书中对各种实用设计技巧的分享，例如如何进行EMI（电磁干扰）的控制，如何进行热设计的考量，以及一些常见故障的排查方法。这些都是在实际工程中非常宝贵的经验。通过阅读这本书，我不仅快速掌握了开关电源设计的基础知识，还对一些更高级的概念有了更深入的理解，这大大缩短了我项目准备的时间，也提升了我设计的信心。这本书的深度和广度都超出了我的预期，对于任何想要深入了解开关电源设计的工程师来说，这本书都值得细细研读。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子专业学生，在大学课程中接触过一些关于电源的理论，但总是感觉零散且不够系统。这次偶然的机会接触到《从零学起开关电源设计入门》，发现这本书填补了我知识体系中的不少空白。它从基本原理出发，系统地梳理了各种主流的开关电源拓扑，比如Buck、Boost、Buck-Boost等，并且对它们的优缺点、适用场景都做了详细的分析。书中的公式推导严谨，图表清晰，帮助我巩固和加深了对理论知识的理解。我尤其喜欢书中关于元器件选型部分的内容，它不仅仅列出了各种器件的参数，还深入讲解了如何根据设计需求去选择合适的电感、MOSFET、二极管等，并且讨论了不同器件在性能上的权衡。这对于我们学生来说，是如何在理论和实践之间找到平衡点非常有指导意义。这本书也让我对如何进行PCB布局和走线优化有了更深刻的认识，这在实际的设计中至关重要。总而言之，这本书对于我这样的学生来说，是连接理论与实践的绝佳桥梁，为我的专业学习提供了非常有价值的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我的救星！我之前对电子工程完全是门外汉，甚至连最基本的电路图都看不懂。但是，当我拿到这本《从零学起开关电源设计入门》的时候，我的感觉就变了。作者真的非常擅长把复杂的概念拆解成易于理解的部分。他从最基础的电学原理讲起，一点一点地引入开关电源的各个组成部分，像是MOSFET、电感、电容这些，都用非常形象的比喻来解释，让我这个小白也能明白它们的作用。更重要的是，书中提供了大量的实际案例和详细的步骤，让我觉得不仅仅是在看书，更像是在跟着老师一步步做实验。那些图示和表格也非常清晰，让我能直观地理解每一个设计环节。而且，作者还非常贴心地提醒了在设计过程中可能遇到的各种陷阱和注意事项，这对我来说简直是无价的经验。我之前尝试过看一些其他资料，但都感觉晦涩难懂，总是学到一半就卡住了。但这本书让我感觉每一步都在进步，非常有成就感。我特别喜欢书里那种循序渐进的讲解方式，一点点积累，一点点巩固，让我对开关电源的设计不再感到畏惧，反而充满了兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常巧妙，它不仅仅是一本介绍开关电源设计的技术手册，更像是一本帮助你建立设计思维的书。作者在讲解过程中，始终贯穿着“问题导向”的学习方法。他会先抛出一个实际的设计需求，然后层层剥茧，逐步介绍实现这个需求所需要的理论知识和设计步骤。我特别喜欢书中对于“如何调试”这部分的介绍，这往往是在其他教材中被忽略的部分。书中列举了很多常见的调试难题，并提供了系统性的排查思路和解决方案，这对于初学者来说，能够极大地减少他们在实际调试过程中遇到的挫败感。此外，作者在文中穿插了一些行业内的发展趋势和未来展望，让我对开关电源这个领域有了更宏观的认识，也激发了我进一步探索和学习的动力。这本书没有过于冗长的理论堆砌，而是将理论与实践紧密结合，让读者在阅读过程中既能学到知识，又能获得解决实际问题的能力。这本书无疑是我近期阅读过的最有价值的技术书籍之一。