实用电源技术手册：开关电源分册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陆治国 著

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出版社： 辽宁科学技术出版社

ISBN：9787538149371

商品编码：29729504409

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名:实用电源技术手册：开关电源分册

定价：32.00元

售价：22.4元,便宜9.6元,折扣70

作者:陆治国

出版社：辽宁科学技术出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787538149371

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

内容提要

开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于通讯、计算机、工业特种电源、自动控制、电力系统和各种电子设备中。本书系统地介绍了开关电源设计的基本概念、基本方法。主要内容包括开关电源使用的电力电子变换器、常用集成控制器、高频变压器及电感设计、开关电源系统稳定性设计方法及电磁兼容性设计。
本书编写的目的在于给开关电源设计的工程技术人员一个简明的指南，常用的设计公式也都有基本的推导和说明。本书对电气工程学科大学高年级学生和研究生也具有参考价值。

目录

章　绪论
1.1　开关电源的组成与特点
1.2　开关电源的分类
1.3　开关电源的发展趋势
1.4　开关电源的技术指标与基本设计要求
1.4.1　开关电源的主要技术指标
1.4.2　开关电源设计的基本要求
第2章　电力电子变换器
2.1　概述
2.2　Buck变换器
2.2.1 Buck变换器基本工作原理
2.2.2　Buck变换器设计
2.3　Boost变换器
2.3.1 Boost变换器基本工作原理
2.3.2　典型应用：功率因数校正
2.4　Buck/Boost变换器
2.5　Cuk变换器
2.6　单端正激变换器
2.6.1　基本原理
2.6.2　输出滤波器参数的设计方法
2.6.3　应用设计举例
2.7　双端正激变换器
2.8　交错正激变换器
2.9　推挽变换器
2.10　单端反激变换器
2.10.1　基本原理
2.10.2　主回路参数设计
2.11　交错反激变换器
2.12　双端断续模式反激变换器
2.12.1　工作原理
2.12.2　双端反激变换器中漏感的影响
2.13　半桥变换器
2.13.1　半桥变换器电路原理
2.13.2　半桥变换电路的主要数量关系
2.14　单相全桥变换器
2.15　软开关技术
2.15.1 软开关变换器的分类
2.15.2　零电流准谐振开关电路（zcs—QRc）
2.15.3　零转换PwM软开关技术
2.15.4　有源钳位正激变换器
2.15.5 移相控制zVs PwM Dc/Dc全桥变换器
第3章　开关电源常用集成控制器
3.1 电压型PWM控制器TIA94
3.1.1 内部结构和工作原理
3.1.2　TLA94使用中应注意的问题
3.1.3 典型应用
3.2　电压型PWM控制器SC3525
3.3 电流型PwM控制器uC3842
3.3.1　内部结构和工作原理
3.3.2　uC3842使用中应注意的问题
3.3.3　典型应用
3.4　电流型PWM控制器UCC3802
3.4.1 内部结构和工作原理
3.4.2　ucC3802使用中应注意的问题
3.4.3　典型应用
3.5 电流型功率因数控制器Mc34262/MC33262
3.5.1　内部结构及工作原理
3.5.2　主要设计公式
3.5.3　应用举例
3.6　功率因数校正控制器uCC3853
3.6.1　内部结构和工作原理
3.6.2　uC3853使用中应注意的问题
3.6.3　典型应用
3.7 功率因数校正和脉宽调制（PwM）组合控制器ML4803
3.7.1　内部结构和工作原理
3.7.2　典型应用
3.8 隔离型PFC预调节控制器UCC3857
3.8.1 ucc3857内部结构和工作原理
3.8.2　uCC3857的典型幢用
3.9　零电压转换功率因数校正控制器uC3855
　……
第4章　开关电源的变压器及电感设计
第5章　开关电源系统稳定性设计
第6章　开关电源的热设计
第7章　开关电源的电磁兼容性设计
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代电源设计精要：原理、拓扑与应用》 内容简介： 在当今信息爆炸、科技飞速发展的时代，电源作为一切电子设备的“心脏”，其重要性不言而喻。从微小的智能手机到庞大的数据中心，从尖端的医疗设备到日常的家电，无一不依赖于高效、稳定、可靠的电源供应。然而，电源设计并非易事，它涉及复杂的电磁兼容性、热管理、器件选择、系统集成等诸多挑战。本书《现代电源设计精要：原理、拓扑与应用》正是为了应对这些挑战而诞生的，它旨在为广大电子工程师、科研人员以及对电源技术感兴趣的学习者提供一套系统、深入且实用的设计指南。 本书并非一本简单的“教科书”，更侧重于将理论知识与实际应用相结合，通过剖析当下主流的电源技术和设计理念，帮助读者建立起扎实的理论基础，并掌握解决实际工程问题的能力。全书共分为四大篇，循序渐进地引导读者深入电源设计的世界。 第一篇：电源设计基础与核心理论 本篇是全书的基石，系统性地回顾和梳理了电源设计所必须掌握的核心概念和基础理论。我们首先从最基本的电能转换原理讲起，深入探讨了理想储能元件（电感、电容）和损耗元件（电阻）在电源中的作用，以及它们如何影响能量的存储、传输和释放。在此基础上，我们将详细分析几种最基础的电能转换模型，例如电容耦合、电感耦合等，为后续更复杂的拓扑结构打下基础。 接着，本书将聚焦于电源设计中的关键性能指标。我们会深入剖析效率的概念，不仅仅是简单的能量转化比例，更会探讨在不同工作条件下效率的变化规律，以及影响效率的主要因素，如导通损耗、开关损耗、磁芯损耗等。读者将学习到如何通过合理的电路设计和器件选择来最大化电源的效率，从而降低能耗和发热。 稳定性是电源设计的另一个重中之重。本书将系统介绍反馈控制理论在电源中的应用，包括伯德图、奈奎斯特图等频率域分析方法，以及时域响应分析。读者将学习如何设计稳定可靠的控制环路，确保电源在负载变化、输入电压波动等扰动下仍能保持输出电压的稳定。我们将详细讲解PID控制器的设计原理和参数整定方法，并探讨更先进的控制策略，如电流模式控制、电压模式控制等，以及它们各自的优缺点和适用场景。 电磁兼容性（EMC）是现代电子产品设计中不可回避的难题。本篇将深入讲解EMI（电磁干扰）和EMS（电磁敏感性）的产生机理，以及相应的抑制和防护措施。读者将学习到传导干扰和辐射干扰的传播路径，并掌握滤波器设计、屏蔽技术、PCB布局布线等关键的EMC设计技巧，确保产品能够通过严格的EMC测试。 此外，本篇还将覆盖热管理的重要性。电子元器件在工作时会产生热量，过高的温度会导致性能下降甚至损坏。我们将介绍热传导、热对流、热辐射等基本热力学原理，以及如何通过散热器设计、风扇选择、PCB热优化等手段来有效管理电源的温度，确保其长期可靠运行。 第二篇：主流电源拓扑结构详解与设计 本篇将聚焦于当下电子产品中最常用的几种电源拓扑结构，对它们的原理、优缺点、适用范围以及设计要点进行深入剖析。 首先，我们将详细讲解线性稳压器。虽然其效率不高，但在线性电源中，它们因其结构简单、输出噪声低等特点，在一些对噪声要求极高的场合仍有广泛应用。本书将介绍LDO（低压差线性稳压器）的工作原理，并重点讨论其压差、负载调整率、线性调整率、输出纹波等关键参数，以及如何通过选择合适的外部补偿元件来优化其动态性能。 随后，我们将进入开关电源的广阔领域。首先从最基础的Buck（降压）变换器开始。我们将详细分析Buck变换器的基本工作原理，包括其电流和电压波形，并推导出稳态下的输入输出电压关系。然后，我们将深入讲解Buck变换器的关键设计参数，如占空比、电感电流纹波、输出电容纹波等，并提供具体的计算公式和设计流程。 接着，我们将介绍Boost（升压）变换器。与Buck变换器相反，Boost变换器用于将较低的输入电压升高到较高的输出电压。本书将详细分析Boost变换器的能量存储和释放过程，以及其稳态下的输入输出电压关系。同样，我们也将提供Boost变换器的设计要点，包括占空比、电感纹波、输出纹波等。 在此基础上，我们将探讨Buck-Boost（升降压）变换器，这种拓扑结构能够实现升压和降压两种功能，在输入电压范围较宽的应用场景中非常实用。我们将分析Buck-Boost变换器的不同工作模式，以及其输入输出电压与占空比的关系。 除了基本的DC-DC变换器，本书还将深入讲解隔离型开关电源拓扑。这是实现输入输出电气隔离的关键，对于人身安全和系统可靠性至关重要。我们将详细介绍Flyback（反激）变换器。Flyback变换器结构简单，成本较低，是低功率隔离电源的常见选择。本书将深入分析Flyback变换器的能量传输机制，讨论其变压器设计、占空比限制、输出纹波等设计细节。 随后，我们将讲解Forward（正激）变换器。Forward变换器能够实现较高的效率和较好的输出电压调整率，适用于中等功率的隔离电源。我们将详细分析Forward变换器的工作原理，包括其变压器设计、续流二极管的选择、输出滤波等。 我们还将探讨Half-Bridge（半桥）和Full-Bridge（全桥）变换器。这些拓扑结构能够实现更高的功率传输能力和更好的效率，常用于较高功率的开关电源。本书将深入分析它们的电路结构、工作波形、器件应力以及设计注意事项。 第三篇：关键器件选择与应用 在本篇中，我们将把焦点从电路拓扑转移到构成电源的各个关键器件。精确且合理的器件选择是电源性能、可靠性和成本的关键。 首先，我们将深入讲解功率开关器件的选择。MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是目前最主流的功率开关器件。我们将详细介绍MOSFET的结构、工作原理，以及静态参数（如导通电阻、阈值电压）和动态参数（如开关速度、栅极电荷）对电源性能的影响。读者将学习如何根据工作电压、电流、开关频率和损耗要求来选择合适的MOSFET。 我们还将介绍IGBT（绝缘栅双极晶体管）。IGBT兼具MOSFET的易驱动性和BJT的承载大电流能力，在一些高电压、大电流的应用中扮演重要角色。本书将分析IGBT的特性，并讨论其在不同电源拓扑中的应用。 整流二极管和肖特基二极管也是电源中不可或缺的元件。我们将分析它们的正向压降、反向恢复时间等关键参数，以及它们对电源效率和EMI的影响，并提供选择建议。 电感器和变压器是实现能量存储和隔离的关键磁性元件。我们将详细讲解电感器的原理，包括电感量、饱和电流、直流电阻、Q值等参数。对于变压器，我们将深入探讨其匝数比、漏感、耦合系数、磁芯损耗等设计因素。本书将提供关于电感和变压器设计与选型的详细指南，包括磁芯材料的选择、绕组设计以及如何抑制磁芯损耗。 电容器在电源中扮演着储能、滤波和去耦的关键角色。我们将详细介绍不同类型电容器的特性，包括陶瓷电容器、电解电容器、薄膜电容器等，并重点分析它们的ESR（等效串联电阻）、ESL（等效串联电感）、电压额定值和寿命。读者将学习如何根据应用场景选择合适的电容器，以满足滤波、储能和高频旁路的要求。 此外，本篇还将覆盖功率 IC（集成电路）。近年来，高度集成的电源管理IC极大地简化了电源的设计流程。我们将介绍几种常见的电源管理IC，包括PWM控制器、DC-DC转换器IC、AC-DC转换器IC等，并详细讲解它们的内部架构、工作模式、保护功能以及使用方法，帮助读者快速构建高性能的电源解决方案。 第四篇：电源系统的实践与优化 在掌握了基础理论、熟悉了主流拓扑以及学会了关键器件的选择之后，本篇将带领读者进入实际的电源系统设计与优化阶段。 首先，我们将探讨PCB布局与布线的重要性。PCB的布局和布线对电源的性能，尤其是EMI和稳定性有着至关重要的影响。本书将提供一套详尽的PCB设计指南，包括电流回路面积的最小化、关键信号的走线规则、接地策略、去耦电容的放置等，以确保电源的稳定运行和优良的电磁兼容性。 反馈回路补偿是保证电源稳定性的关键技术。本篇将深入讲解补偿电路的设计方法，包括Type II、Type III补偿器的原理和设计流程，以及如何通过仿真工具来验证补偿效果，确保电源在各种工况下的稳定性。 保护电路设计是保障电源和被驱动设备安全的重要环节。我们将详细介绍过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、过温保护（OTP）等常用保护机制的实现方式，并讲解如何根据具体应用选择合适的保护阈值和响应速度。 电源的测试与调试是验证设计成果的必不可少的过程。本篇将介绍常用的电源测试仪器和测试方法，包括使用示波器测量输出纹波和动态响应，使用功率计测量效率，以及使用EMI测试仪进行电磁兼容性测试。读者将学习如何有效地进行测试，并根据测试结果进行故障诊断和优化。 最后，本书将探讨电源设计的可靠性与寿命预测。我们将分析影响电源寿命的关键因素，如器件的老化、热应力、电压应力等，并介绍一些提高电源可靠性的设计方法，如器件的降额使用、冗余设计等。 总结： 《现代电源设计精要：原理、拓扑与应用》是一本集理论深度、技术广度和实践指导性于一体的电源设计参考书。它不仅能够帮助您理解电源设计的核心原理，更能教会您如何将这些知识应用于实际的设计挑战中。无论您是初涉电源设计领域的新手，还是经验丰富的工程师，都能从中获得宝贵的启发和实用的工具。通过学习本书，您将能够自信地设计出高效、稳定、可靠且符合EMC标准的现代电源系统，为您的产品开发保驾护航。

评分☆☆☆☆☆

这本《实用电源技术手册：开关电源分册》的评价，我得从它所涵盖的理论深度和实践指导性上来说。首先，我得说，这本书在基础原理的讲解上真是做到了详略得当，没有那种为晦涩而晦涩的数学公式堆砌，更多的是结合实际的拓扑结构来阐述能量转换的机制。比如，在讲解反激式和推挽式电源的磁性元件设计时，它不是简单地给出公式，而是深入剖析了不同工作模式下磁芯的饱和特性和绕组损耗的平衡点，这对于我这种在实际产品设计中经常遇到热量和效率瓶颈的工程师来说，简直是如获至宝。我尤其欣赏它对瞬态响应和环路补偿的分析，那些图示清晰地展示了不同PID参数设置对输出电压稳定性的影响，避免了传统教科书那种只停留在理论层面的空泛讨论。全书的行文流畅，逻辑性极强，读起来不像是在啃一本技术专著，更像是在一位经验丰富的老专家那里听课，那种务实的态度，让人感觉书中所述皆是经过千锤百炼的实用经验。

评分☆☆☆☆☆

我手里很多电源书，大多是聚焦于某一类拓扑的深度挖掘，但这本书的广度让我感到惊喜。它并没有将重点局限在主流的降压或升压电路，而是花了相当的篇幅讨论了那些在特定应用场景中至关重要的设计点，比如高可靠性电源的EMI/EMC处理策略，这块内容在很多同类书籍中往往一带而过。书中对共模噪声的抑制方法，从PCB布局的细节到滤波器的选型，都有非常具体的案例分析，我照着书里的建议修改了几个难搞的样机，效果立竿见影。再者，它对保护电路的讲解也极其细致，过流、过压、欠压锁定（UVLO）的各种触发机制和恢复时序，作者都描绘得清清楚楚，这对于设计需要满足严苛行业标准（比如医疗或工业控制）的电源模块至关重要。总而言之，这是一本少有的能够兼顾“广度”和“深度”的工具书，让人感觉编写者真正站在了解决工程问题的角度来组织内容的。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，市面上电源设计的书籍很多，但真正能让人“用起来”的，凤毛麟角。这本书的独特之处在于，它不仅告诉你“是什么”，更告诉你“为什么会这样”以及“如何避免”。例如，在讨论LLC谐振变换器时，它没有简单罗列其工作区间，而是深入分析了轻载和重载条件下软开关的丢失现象，以及如何通过改变开关频率或优化谐振网络的元件值来维持高效率。这种对非理想情况的深入剖析，是教科书往往忽略的，却恰恰是实际产品可靠性的命脉所在。此外，书中对功率密度提升的探讨，涉及到散热设计和PCB的层叠结构选择，提供的建议极具操作性，让人感觉这不是一本高高在上的学术著作，而是一本陪你一起攻克难关的实战手册，对于追求极致性能的电子设计师来说，这是不可或缺的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图例质量，是提升阅读体验的关键因素之一，而这一点上，它做得相当出色。很多技术书籍的图表晦涩难懂，参数标注不清，但这本书中的电路图和波形图几乎都是矢量化的，线条清晰，关键节点的电压电流标注得非常明确。特别是那些关于开关管安全工作区（SOA）的分析图，结合了热阻和集电极电流的二维坐标系，直观地展示了如何避免器件在开关过程中损坏。我对比了书中某些章节的讲解与我过去阅读的几本国外经典著作，发现这本书在阐述复杂概念时，更贴近我们国内的元器件标准和设计习惯，这使得知识的转化效率大大提高。当你需要快速定位某一特定问题的解决方案时，清晰的章节划分和详尽的索引，能让你在最短的时间内找到所需的参考信息，而不是在厚厚的书中迷失方向。

评分☆☆☆☆☆

从一个初级工程师的角度来看，这本书最大的价值在于它提供了一个非常扎实的“从零到一”的构建流程。它没有直接跳到高级的数字控制，而是从最基础的磁性元件的物理特性讲起，逐步引入到PWM的实现和反馈系统的建立。我记得我第一次尝试设计一个隔离电源时，最大的困惑就是不知道如何平衡变压器的漏感和磁芯的利用率。这本书里详细解释了如何通过优化绕线结构来控制漏感，并给出了实用的经验公式，这比单纯的学习电磁场理论要有效得多。更值得称赞的是，它还融入了最新的半导体器件知识，比如SiC和GaN在高频开关中的应用优势与挑战，这些内容使得这本书在近几年技术飞速迭代的背景下依然保持了很高的时效性，确保了读者学到的不是过时的知识。