開關電源實例電路測試分析與設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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葛中海 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 電源設計
• 電路分析
• 實例電路
• 測試技術
• 電力電子
• SMPS
• 電源調試
• 電路設計
• 電子工程

店鋪： 世紀擺渡人專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121265310

商品編碼：29639373295

包裝：平裝

齣版時間：2015-08-01

基本信息

書名：開關電源實例電路測試分析與設計

定價：49.00元

作者：葛中海

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-08-01

ISBN：9787121265310

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書比較係統地介紹開關電源基礎理論和應用實例，主要內容包括開關電源的基本理論（概述）、開關電源單元電路、自激式開關電源、他激式開關電源、低壓DC-DC變換器、單片集成式開關電源及開關電源設計等知識。在書中，筆者提供許多開關電源實例，根據電路闆反繪齣原理圖，結閤關鍵節點的直流電壓或交流波形，深入淺齣地剖析瞭開關電源的工作原理，希望給讀者以和啓示。
本書麵嚮實際需要，理論聯係實際，通過大量具體的測試實驗，通俗易懂地介紹開關電源的基礎知識和特殊應用設計。

目錄

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章概論
11穩壓電源的比較
111綫性電源的結構與特點
112開關電源的結構與特點
12開關電源的基本構成
121開關電源的基本構成
122開關電源的穩定度
13開關電源的分類
131按開關管的激勵脈衝方式分類
132按轉換器的電路結構方式分類
133按開關管的脈衝調製方式分類
第2章開關電源的單元電路
21開關電源的基本單元電路
211開關電源的輸入電路
212開關電源的功率轉換電路
213開關電源的輸齣電路
214開關電源的保護電路
22開關電源的特殊單元電路
221消磁電路
222功率因數校正（PFC）電路
第3章自激式開關電源的原理與應用
31自激式開關電源的工作原理
311概述
312自激式開關電源的工作原理
313自激式開關電源簡易電路
32自激式開關電源的應用
321三星USB手機充電器型i899（仿品）
322諾基亞USB手機充電器AC-8C
323惠普HP1018打印機開關電源
324兄弟牌MFC7420多功能一體機開關電源
325愛普生B161B打印機開關電源
326愛普生LQ—300K打印機開關電源
33自激式開關電源有關問題的探討
第4章他激式開關電源的原理與應用
41他激式開關電源的類型與工作原理
411概述
412反激式開關電源的工作原理
42反激式開關電源的應用
421手機充電器
422LED廣告牌開關電源
423電流模式控製器NCP1200
424佳能打印機開關電源
425戴爾筆記本電腦適配器
426惠普筆記本電腦電源適配器
43半橋式開關電源
431脈寬調製型控製器TL494
432半橋式開關電源
44反激式開關電源有關問題的探討
第5章非隔離型DC-DC轉換器
51Buck轉換器
511Buck轉換器基礎
512Buck轉換器的應用
52Boost轉換器
521Boost轉換器基礎
522Boost轉換器的應用
第6章單片集成式開關電源
61單片集成式開關電源的概述
611單片集成式開關電源的主要類型
612單片集成式開關電源的工作原理
62單片集成式開關電源的應用
621三星手機充電器（TAD037CBC）開關電源
622機床穩壓電源
第7章開關電源電路設計
71自激式開關電源的設計
711自激式開關電源
712技術指標
713占空比與工作頻率的選定
714直流輸入電壓UI的確定
715一次繞組峰值電流、匝數比及一次繞組電感量的確定
716磁心的選用及匝數N1、N2和N3的確定
717變壓器的設計
718極限工作參數
719開關管的電壓與電流
7110輸齣二極管的選用
7111輸齣電容的選用
7112控製電路的選用
72反激式開關電源的設計
721反激式開關電源的電路結構
722技術指標
723占空比、頻率f和輸齣直流電壓的確定
724一次繞組峰值電流、匝數比及一次繞組電感量的確定
725繞組匝數的確定及有關參數的驗證
726功率MOSFET的選用
73正激式開關電源的設計
731技術指標
732工作頻率的確定
733大導通時間的確定
734變壓器二次繞組輸齣電壓和匝數比的計算
735變壓器二次繞組輸齣電壓的計算
736變壓器二次繞組輸齣電壓的計算
737恢復電路設計
738MOSFET的選用
739恢復二極管的選用
7310輸齣二極管的選用
7311變壓器參數的計算
7312輸齣扼流圈的計算
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電源係統能量傳輸與效率優化》 內容簡介： 本書深入探討瞭現代電子設備中至關重要的能量傳輸機製及其效率優化策略，旨在為工程師、技術研究者以及對高級電源技術感興趣的讀者提供一個全麵而詳實的參考。不同於側重於特定類型電源（如開關電源）具體電路實現的著作，本書聚焦於能量在不同電源拓撲和應用場景下的基本規律、能量損耗的根源分析，以及如何從係統層麵和元件選擇上實現最高效的能量利用。 核心內容概述： 第一部分：能量傳輸的基本原理與模型 本部分將從電磁場理論和電路理論的交叉點齣發，係統闡述能量在電能轉換過程中是如何傳輸的。我們將詳細解析不同能量存儲元件（如電感、電容）的能量特性，以及它們在能量傳輸路徑中的作用。 磁場與能量存儲： 深入分析電感器在能量存儲和釋放過程中的物理機製，探討磁芯材料的特性（如飽和磁通密度、磁導率、損耗特性）如何影響能量存儲密度和效率。我們將介紹各種電感器結構（如環形、E型、PQ型）的優缺點，以及在不同應用場景下的選型考量。 電場與能量存儲： 詳細闡述電容器在能量存儲中的作用，特彆是大容量電解電容、陶瓷電容以及新型固態電容的特性。我們將討論電容的等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）對能量傳輸效率的影響，以及如何通過並聯和閤理布局來降低這些損耗。 能量轉換的基本模型： 建立能量在輸入端、轉換階段、輸齣端以及反饋迴路中的數學模型。我們將探討理想情況下能量傳輸的路徑，以及實際係統中存在的各種能量損耗形式，為後續的效率優化打下理論基礎。 第二部分：能量損耗的根源分析與量化 本部分將對電子設備中主要的能量損耗來源進行細緻的剖析，並提供相應的量化分析方法。理解損耗的根源是實現效率優化的前提。 傳導損耗： 詳細分析導綫、PCB走綫、連接器等電阻性元件造成的歐姆損耗。我們將探討綫材的截麵積、材料、長度以及PCB銅箔厚度、寬度對傳導損耗的影響，並介紹低損耗連接技術和布局優化策略。 開關損耗： 深入研究功率半導體器件（如MOSFET、IGBT、二極管）在開關過程中的能量損耗，包括關斷損耗、開通損耗、體二極管導通損耗。我們將分析驅動電路的設計、柵極電荷（Qg）、輸齣電容（Coss）、反嚮恢復電荷（Qrr）等參數對開關損耗的影響，並介紹軟開關技術（如ZVS、ZCS）的原理和應用。 導通損耗： 分析功率半導體器件在導通狀態下的傳導損耗，包括Rds(on)、Vf等參數的影響。我們將討論不同器件類型的導通電阻特性，以及溫度變化對其的影響。 磁性元件損耗： 詳細分析變壓器和電感器中的磁芯損耗（遲滯損耗、渦流損耗）和銅損（繞組電阻損耗）。我們將探討磁芯材料的頻率特性、溫度特性、磁通密度限製，以及繞組的集膚效應和鄰近效應，並介紹優化繞組結構（如多股綫、扁平綫）和磁芯材料的選擇策略。 控製迴路損耗： 分析電源管理單元（PWM控製器、基準電壓源、誤差放大器等）的靜態功耗和動態功耗。我們將討論不同控製策略（如電壓模式、電流模式、滯環控製）的功耗特性，以及如何通過低功耗器件和優化設計來降低控製迴路的能耗。 第三部分：係統級能量效率優化策略 本部分將從係統整體的角度齣發，提齣多維度、多層次的能量效率優化方案。 拓撲選擇與設計： 詳細介紹各種主流電源拓撲（如Buck, Boost, Buck-Boost, SEPIC, Ćuk, Flyback, Forward, Half-Bridge, Full-Bridge, LLC, Phase-Shifted Full-Bridge）的能量傳輸效率特性、功率密度和 EMI 錶現。我們將分析不同拓撲在不同功率等級、輸入輸齣電壓範圍下的適用性，並提供選擇最佳拓撲的決策指南。 器件選型與匹配： 強調在係統設計中閤理選擇功率半導體器件、磁性元件、無源元件（電容、電阻）的重要性。我們將提供詳細的器件選型依據，包括額定電壓、額定電流、導通電阻、開關速度、漏感、損耗特性等，並探討如何通過器件的並聯、串聯以及優化布局來降低整體損耗。 驅動與控製優化： 深入研究功率器件的驅動電路設計，以最小化柵極驅動損耗和寄生振蕩。我們將分析不同柵極驅動方案的優劣，並討論如何通過精細的控製算法（如自適應死區時間控製、斜率補償、裕度裕度優化）來提高開關效率和穩定性。 無源元件的效率提升： 重點關注電容和電感的品質因數（Q值）及其對效率的影響。我們將介紹如何選擇低ESR、低ESL的電容器，以及如何設計低損耗、高儲能密度的電感器。 熱管理與效率： 探討溫度對元件性能和損耗的影響，以及有效的熱管理策略如何間接提升係統效率。我們將介紹散熱片設計、風扇選擇、熱傳導材料的應用，以及如何通過仿真手段預測元件溫度和優化散熱方案。 第四部分：高級能量效率技術與前沿發展 本部分將介紹當前和未來的前沿技術，以期為讀者帶來更廣闊的視野。 GaN和SiC功率器件的應用： 詳細介紹寬禁帶半導體材料（氮化鎵 GaN 和碳化矽 SiC）在功率電子領域的優勢，如更高的擊穿電壓、更低的導通電阻、更快的開關速度，以及它們如何顯著提升電源係統的效率和功率密度。 磁集成技術： 探討將變壓器、電感等磁性元件集成在一起的技術，以減小體積、提高效率並降低 EMI。 多相交錯技術： 分析多相交錯技術如何通過電流均分、減小紋波以及提高動態響應來優化整體效率。 有源能量迴收技術： 介紹主動將係統內部損耗的能量迴收再利用的技術，以實現接近理論極限的效率。 數字化與智能化電源： 探討數字控製在電源效率優化中的作用，包括更精細的控製算法、自適應參數調整以及基於大數據分析的故障預測和效率提升。 本書的特點： 理論與實踐並重： 在深入闡述理論原理的同時，提供大量實際應用案例和分析方法，幫助讀者理解概念並將其應用於實際設計。 係統性視角： 強調從係統整體齣發進行效率優化，而非孤立地看待某個元件或環節。 量化分析： 提供詳細的量化分析方法，使讀者能夠準確評估不同設計方案的效率錶現。 前沿技術展望： 涵蓋瞭最新的功率半導體技術和設計理念，為讀者提供前瞻性的指導。 本書的閱讀對象為具備一定電子電路基礎知識的工程師、研究人員、高等院校相關專業學生，以及對高性能、高效率電源係統感興趣的愛好者。通過學習本書，讀者將能夠更深刻地理解能量傳輸的本質，掌握係統級效率優化的關鍵技術，從而設計齣更節能、更可靠的電源産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種充滿科技感的綫條和復雜的電路圖布局，一下子就讓人感受到這不是一本泛泛而談的入門讀物。我尤其欣賞它在理論深度和實際操作之間的平衡感。雖然我更偏嚮於理論研究，但這本書並沒有將技術細節鎖死在純粹的數學推導中，而是很巧妙地將抽象的概念融入到具體的應用場景裏。比如，在講解MOSFET的開關損耗時，它不僅僅給齣瞭計算公式，還結閤瞭不同封裝和驅動方式對實際效率的影響做瞭深入剖析，這一點對於我這種想把理論落地的人來說至關重要。書中對磁性元件設計的那幾個章節，簡直是寶藏，詳細到連繞綫損耗和磁芯飽和麯綫的非綫性特性都考慮進去瞭，這種對細節的執著，使得它超越瞭一般的“如何搭建”的層麵，上升到瞭“如何優化”的境界。閱讀過程中，我能明顯感覺到作者是在用一個資深工程師的視角來組織材料，而不是一個單純的教材編撰者。這種實戰經驗的沉澱，讓文字充滿瞭力量感和可信度，讀起來毫不拖泥帶水，每頁信息密度都非常高。

評分☆☆☆☆☆

這本書在對新興的電源管理技術跟進方麵做得相當到位，這對於一本偏嚮“實例”的書籍來說尤為難得。它並沒有停留在傳統的PWM控製理論上打轉，而是花瞭相當篇幅去探討瞭數字控製在開關電源中的應用，特彆是關於如何利用DSP或高性能MCU實現更快速的瞬態響應和更精細的保護機製。我印象最深的是關於有源功率因數校正（APFC）部分的講解，它不僅介紹瞭傳統的Boost架構，還詳細對比瞭交錯式和單級PFC的優缺點，並給齣瞭在不同輸入電壓範圍下的選擇建議。這種前瞻性和實用性的結閤，使得這本書的生命力大大延長，即便是幾年後，其中的核心設計理念依然適用。閱讀這些章節時，我感覺自己不是在迴顧曆史，而是在規劃未來項目的設計藍圖，充滿瞭對技術前沿探索的興奮感。

評分☆☆☆☆☆

與其他側重於基礎理論介紹的教材相比，這本書的“實戰性”體現在其對元器件選型和EMC/EMI兼容性處理的深度上。作者顯然深知，一個設計在仿真階段完美通過，但在實際生産中卻因為電磁兼容性問題而束手無策的痛苦。書中用好幾個案例分析瞭布局中的“陷阱”，比如地綫的迴流路徑對高頻噪聲的影響，以及如何通過閤理的濾波網絡設計來滿足嚴格的安規標準。這些經驗性的知識，是書本上很難直接學到的，往往需要通過多次失敗的硬件迭代纔能總結齣來。尤其是它對散熱管理的討論，不僅僅是計算熱阻，而是結閤瞭不同散熱材料的熱容和熱擴散速率，給齣瞭具體的優化建議，這對於設計大功率密度電源模塊來說，是決定成敗的關鍵一環。這本書讓我深刻認識到，好的電源設計，是藝術與工程的完美結閤。

評分☆☆☆☆☆

這本書的邏輯組織非常清晰流暢，它遵循瞭一個從宏觀到微觀，從理論到應用的完美過渡路徑。開篇的係統概述奠定瞭整個電路架構的基調，隨後層層遞進地深入到每個功能模塊，比如輸入整流、DC-DC變換、輸齣濾波和保護電路。這種結構的好處是，即便是初次接觸某一特定拓撲結構的設計者，也能藉助前麵對基礎知識的鋪墊，快速理解當前章節所討論的優化點和難點。作者在每一章末尾設置的“設計要點迴顧”環節，對我這種需要快速迴顧關鍵信息的讀者來說極其友好，它如同一個精煉的備忘錄，幫助鞏固瞭學習效果。整體閱讀體驗下來，感覺作者花費瞭大量心血在梳理復雜的知識體係上，使得原本可能顯得晦澀的技術點變得條理分明、易於吸收，真正體現瞭“授人以漁”的教育理念。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量，可以說達到瞭令人驚嘆的水準。市麵上很多技術書籍，圖錶模糊不清，文字擁擠得讓人喘不過氣，但此書完全沒有這些毛病。無論是示波器捕獲的波形圖，還是PCB布局的剖麵圖，都清晰銳利，標注明確，即便是復雜的電源拓撲結構，也能通過其精細的示意圖被迅速理解。我尤其贊賞作者在描述故障排查流程時所采用的邏輯樹結構，那不是簡單的“如果A那麼B”，而是引入瞭多維度的參數關聯性分析，比如，當輸齣電壓不穩定時，如何通過檢查反饋迴路的阻抗匹配和環路穩定性來定位問題。這套係統的分析方法，對我解決近期一個棘手的電源紋波問題提供瞭全新的思路。我感覺自己不再是被動地對照手冊查找錯誤，而是主動地、有策略地去“診斷”電路，這種思維方式的轉變，纔是閱讀一本優秀技術書籍最大的價值所在。