正版 開關變換器環路設計指南 從模擬到數字控製 桑佳亞·瑪尼剋塔拉 9787111560 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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桑佳亞·瑪尼剋塔拉 著

圖書標籤:

• 開關變換器
• 環路設計
• 電力電子
• 控製係統
• 模擬電路
• 數字電路
• 桑佳亞·瑪尼剋塔拉
• 電源管理
• DC-DC轉換器
• 控製理論

店鋪： 博古通今圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111560821

商品編碼：29658061550

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-05-01

基本信息

書名：開關變換器環路設計指南 從模擬到數字控製

定價：55.00元

作者：桑佳亞·瑪尼剋塔拉

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-05-01

ISBN：9787111560821

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

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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本書對作者多年的開關電源設計經驗進行瞭總結，從開關變換器環路的基本概念入手，拋開瞭繁雜的理論分析，主張通過電路直覺分析，並與實例相結閤，對開關變換器的控製（模擬及數字）環路設計以及係統穩定性進行瞭直觀的講解。對於模擬環路補償設計部分，對電流、電壓模式控製方式以及典型的模擬補償方案的不足進行瞭深入探討；對於數字補償設計部分，作者提齣瞭全新的“Q值匹配”概念，並用實例進行分析。本書同時提供瞭大量的參考資料並解答瞭一些工程師在環路設計中經常碰到的問題。

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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《電力電子變換器設計原理與實踐：從基礎理論到先進控製策略》 內容簡介 本書深入剖析瞭現代電力電子變換器設計的核心理念和關鍵技術，旨在為讀者構建一套紮實而全麵的知識體係，使其能夠自信地應對從簡單開關變換器到復雜多相係統，從基礎模擬控製到前沿數字控製的各類設計挑戰。全書以嚴謹的邏輯結構，循序漸進地引領讀者探索電力電子變換器的奧秘，涵蓋瞭從基本原理驗證到實際應用落地的全過程，力求理論的精確性與實踐的可操作性高度統一。 第一部分：電力電子變換器基礎理論與核心概念 本部分是構建讀者對電力電子變換器深入理解的基石。我們將從最基礎的功率半導體器件特性齣發，詳細介紹二極管、MOSFET、IGBT等核心器件的導通、關斷特性、損耗機製以及它們在電路中的作用。隨後，我們將係統地闡述各種基本開關變換器的拓撲結構，包括升壓（Boost）、降壓（Buck）、升降壓（Buck-Boost）以及反激（Flyback）、橋式（Bridge）等。 對於每種拓撲，我們將深入分析其工作原理、穩態分析（電感電流、電容電壓紋波）、動態響應以及不同工作模式（連續導通模式 CCM、斷續導通模式 DCM）。我們將運用基爾霍夫電壓定律、電流定律以及能量守恒原理，推導齣變換器的關鍵設計參數，如電壓增益、電流增益、占空比等，並重點講解如何根據輸入輸齣條件和功率要求選擇閤適的拓撲。 此外，本部分還將詳細介紹功率變換器中的關鍵濾波技術，包括輸入濾波器和輸齣濾波器的設計，分析濾波器的選型原則（LC濾波器、EMI濾波器）、參數計算以及如何減小紋波對係統性能的影響。損耗分析也將是本部分的重點，我們將詳細講解開關損耗、導通損耗、磁芯損耗等，並提供優化設計的策略以提高變換器的效率。 第二部分：模擬控製技術在電力電子變換器中的應用 在掌握瞭變換器基本原理之後，本部分將重點聚焦於模擬控製技術，這是早期電力電子控製係統的核心。我們將詳細介紹PID（比例-積分-微分）控製器的基本原理、傳遞函數以及在變換器控製中的具體應用。我們將分析變換器係統的開環傳遞函數，並講解如何根據係統動態特性設計閤適的PID控製器參數，以實現穩定的電壓或電流輸齣。 本部分還將深入探討誤差放大器的設計，包括其跨導、帶寬、相位裕度等關鍵參數的確定，以及如何在模擬域中實現高精度、寬帶寬的控製。補償網絡的設計也將是重要內容，我們將講解如何通過補償網絡改善係統的穩定性和瞬態響應。 此外，我們還將介紹一些傳統的模擬控製策略，例如斜坡補償（Ramp Compensation）在電壓模式控製中的作用，以及電流模式控製（Current Mode Control）相對於電壓模式控製的優勢，包括更好的動態響應、內環電流限製以及消除斜坡補償的需求。我們將詳細分析電流模式控製器的結構和工作原理，並指導讀者如何在其模擬電路中實現。 第三部分：數字控製技術在現代電力電子變換器設計中的革新 隨著微控製器（MCU）和數字信號處理器（DSP）技術的飛速發展，數字控製已經成為現代電力電子變換器設計的主流。本部分將全麵介紹數字控製在電力電子領域的應用，以及它帶來的諸多優勢，如靈活性、高精度、易於實現復雜控製算法以及智能化功能。 我們將從數字控製器的基本組成部分入手，包括模數轉換器（ADC）、數字控製器（MCU/DSP）、數模轉換器（DAC）以及PWM（脈衝寬度調製）信號生成。我們將詳細講解如何根據采樣定理和變換器動態特性選擇閤適的采樣頻率，以及如何理解和處理ADC的量化誤差。 在數字控製算法方麵，我們將重點介紹數字PID控製器的實現。讀者將學習如何在微控製器上編寫代碼實現PID算法，包括離散化方法、增益調度以及抗積分飽和等技術。我們將詳細講解如何通過軟件調試和參數調整來實現與模擬PID控製器相媲美的性能，甚至超越。 本部分還將深入探討更先進的數字控製策略，如數字電流模式控製的實現，包括斜率補償的軟件實現、虛擬電流檢測等。我們還將介紹軟開關技術（Soft Switching），例如零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS），並講解如何在數字控製器中精確控製開關時序以實現軟開關，從而大幅降低開關損耗，提高效率。 此外，我們還將介紹一些麵嚮應用的數字控製技術，如自適應控製、預測控製等，這些技術能夠使變換器在不同工作條件下都能保持最優性能。數字電源管理、通信接口（如I2C, SPI, CAN, Ethernet）的應用以及如何通過數字接口實現遠程監控和參數配置也將得到詳細闡述。 第四部分：高級主題與工程實踐 本部分將超越基礎理論和通用控製策略，觸及一些電力電子變換器設計中的高級主題和工程實踐中的關鍵考慮因素。 我們將探討多相電力電子變換器的設計，分析其優勢（更高的功率密度、更低的紋波、更好的散熱）以及麵臨的挑戰（更復雜的控製、拓撲設計）。我們將介紹兩相、三相等拓撲的原理和控製方法。 磁性元件的設計與優化將是另一項重要內容。我們將深入講解電感器和變壓器的設計原則，包括磁芯材料的選擇、損耗分析、繞組設計以及如何通過優化設計減小體積和提高效率。 EMI（電磁乾擾）的抑製與閤規性將是實際産品設計中不可或缺的一環。我們將詳細分析EMI的産生機製，並介紹濾波、屏蔽、PCB布局等各種抑製EMI的有效措施，以及如何滿足相關的行業標準。 可靠性與熱管理也是決定産品生命周期的關鍵因素。我們將討論功率半導體器件的結溫、散熱器設計、PCB的熱阻分析以及如何通過閤理的散熱設計保證器件在高負荷下穩定工作。 最後，本部分還將提供一些實際工程設計的案例分析，從具體應用場景齣發，展示如何將前述的理論知識和設計方法轉化為實際的産品。這些案例將涵蓋不同的應用領域，如電源適配器、LED驅動、電池充電器、電機驅動等，力求為讀者提供更直觀、更具指導性的實踐經驗。 本書特色 理論與實踐相結閤： 強調從基本原理齣發，逐步深入到實際工程應用，提供可操作的設計指南。 覆蓋模擬與數字控製： 全麵介紹傳統模擬控製和前沿數字控製技術，為讀者提供廣闊的技術視野。 深入的原理分析： 運用嚴謹的數學推導和物理模型，確保理論分析的準確性。 豐富的實例與案例： 通過實際應用案例，幫助讀者更好地理解和掌握設計方法。 麵嚮未來： 關注數字控製、軟開關等前沿技術，助力讀者跟上行業發展步伐。 本書適閤於電子工程、電氣工程、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事電力電子産品研發、設計、應用工程師等專業人士。通過閱讀本書，讀者將能夠係統地提升在電力電子變換器設計領域的理論素養和實踐能力，為開發高性能、高效率、高可靠性的電力電子産品奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

最近我參與的一個項目，要求電源的動態響應速度必須達到毫秒級，這對現有的控製架構提齣瞭嚴峻的挑戰。因此，我對於書中關於“快”和“準”的性能指標如何通過環路設計實現的部分格外感興趣。市麵上很多資料側重於係統的穩定運行，但對於追求極限性能，比如如何利用前饋控製（Feedforward）或更高級的預測控製來提升瞬態性能的章節，往往是一筆帶過。我非常希望這本書能在這個領域有深入的挖掘，例如，如何精確建模係統的延遲，並在補償器設計中有效地抵消這些不利影響。如果書中能提供具體的仿真模型和實際測試對比的數據，那就更能證明其理論指導的有效性瞭。我追求的不是“能工作”的電源，而是“性能卓越”的電源，這本書能否成為我實現這一目標的基石，我拭目以待。

評分☆☆☆☆☆

作為一名自學的愛好者，我最大的睏擾在於教材的“可讀性”和“親切感”。很多技術書籍往往陷入晦澀的數學推導，讓人望而卻步。我衷心希望這本書能以一種循序漸進的方式來引導讀者，即使是對開關電源控製理論隻有初步瞭解的人，也能逐步掌握其中的精髓。特彆是在介紹概念時，如果能穿插一些形象的比喻或者實際的工程案例來輔助理解，那將極大地降低學習的門檻。例如，在講解如何處理相頻特性裕度（Phase Margin）和增益裕度（Gain Margin）時，如果能將這些抽象的指標與實際電路的瞬態響應特性緊密聯係起來，我猜想讀者的吸收效率會高齣不止一個檔次。我期待的不僅僅是一本工具書，更像是一位經驗豐富的導師，能夠在我迷茫時指點迷津，在我遇到瓶頸時提供突破口。如果這本書真的能做到這一點，那它的價值就遠遠超齣瞭紙張本身。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引眼球，那種深沉的藍色調，配上簡潔有力的標題字體，一看就知道裏麵蘊含的知識分量不輕。我最近一直在琢磨如何將理論知識轉化為實際應用，尤其是在處理那些看似簡單卻暗藏玄機的開關電源設計中，總感覺缺少那麼一本能“打通任督二脈”的實戰手冊。聽聞這本書對環路設計的講解非常透徹，從傳統的模擬控製到最新的數字控製策略，都有詳盡的論述。我特彆期待它能在我實際調試過程中提供一些“靈光乍現”的思路，畢竟理論與實踐之間，那道“最後一公裏”的鴻溝，常常需要一本優秀的指南來架設。希望它不僅僅是公式和波形的堆砌，而是能真正教會讀者如何像經驗豐富的工程師那樣去思考、去預判和去解決那些讓人抓狂的穩定性問題。如果能在書中看到一些經典的失敗案例分析和解決之道，那就更完美瞭，畢竟從彆人的錯誤中學習，遠比自己反復試錯要高效得多。我正在為手頭的項目尋找提升産品性能的關鍵，這本書的齣現，似乎正是雪中送炭。

評分☆☆☆☆☆

從書名來看，這本書覆蓋瞭從“模擬”到“數字”的完整演進路徑，這對於一個需要維護老舊係統同時又要開發新一代産品的工程師來說，簡直是太貼心瞭。我總是在舊電路的調試中發現一些前輩遺留的、基於模擬元件的補償網絡，很多時候不清楚其設計意圖。如果這本書能將這些經典的模擬補償結構（比如Type II, Type III）與現代數字PID結構進行深入的對比分析，闡述它們各自的優缺點和適用場景，那將為我帶來極大的啓發。我希望看到的是一種知識的傳承，而非簡單的技術更迭。能夠理解過去的設計哲學，纔能更好地指導未來的創新。一本真正優秀的專業書籍，應該能提供一個宏觀的視角，讓讀者看到整個技術發展脈絡，而不僅僅是某個時間點的技術快照。這本書如果能做到這一點，無疑將成為我案頭的常備參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者似乎是該領域的權威人物，從書名中透露齣的“指南”二字，就能感受到一種毋庸置疑的權威性和係統性。我一直認為，電源設計，尤其是環路補償，是整個係統成敗的關鍵所在。一個不穩定的電源，再好的外圍電路也形同虛設。我非常關注書中對於現代數字控製技術在環路設計中的應用深度。現在的主流趨勢必然是數字化，但如何恰當地運用ADC/DAC的精度、采樣時延等因素來優化數字補償器的性能，是許多工程師感到頭疼的地方。我希望這本書能提供一套清晰的、可復製的數字環路設計流程，而不是僅僅停留在理論探討層麵。如果能結閤一些業界公認的最佳實踐（Best Practices），比如如何選擇閤適的PID參數、如何處理零點和極點的位置關係，那就太棒瞭。我可不想隻是學會瞭如何套用公式，而是想真正理解為什麼這樣設計是最好的，以及在不同負載和輸入電壓變化下，這些設計決策會帶來什麼樣的後果。