開關電源外圍元器件選擇與檢測 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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沙占友，龐誌鋒 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 外圍元器件
• 選擇
• 檢測
• 電路設計
• 電子工程
• 電源技術
• SMPS
• 元器件應用
• 故障排除

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787508386829

商品編碼：29729675058

包裝：平裝

齣版時間：2009-05-01

基本信息

書名:開關電源外圍元器件選擇與檢測

定價：23.00元

售價：16.1元,便宜6.9元,摺扣70

作者:沙占友,龐誌鋒

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2009-05-01

ISBN：9787508386829

字數：

頁碼：349

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《開關電源外圍元器件選擇與檢測》內容豐富，深入淺齣，通俗易懂。具有科學性、先進性與很高的實用價值，可供電子和電氣工程技術人員，儀器儀錶及傢電維修人員，大專院校師生及電子愛好者閱讀。目前開關電源正嚮集成化、智能化、模塊化的方嚮發展。正確選擇與檢測外圍元器件，是設計、製作集成開關電源的基礎和保證。《開關電源外圍元器件選擇與檢測》從實用角度齣發，全麵、係統、深入地闡述瞭開關電源各種外圍元器件的工作原理、在開關電源中的典型應用、選擇方法、檢測技巧及測量注意事項。其中，既有基礎類元件，也有大量的新型電子元器件。此外，還詳細介紹瞭常用檢測儀器儀錶的選擇及使用注意事項。

目錄

前言
章 開關電源及外圍元器件概述
節 開關電源的基本原理
一、集成穩壓電源的分類
二、開關電源的基本原理
三、開關電源的控製類型
第二節 開關電源集成電路的選擇
第三節 常用電子元器件的分類
第四節 集成開關電源中通用元器件的類型及主要功能
第五節 集成開關電源中特種元器件的類型及主要功能
第六節 集成開關電源保護電路的分類及功能
第七節 開關電源常用測試儀器儀錶
一、電子測量儀器的分類及型號命名法
二、開關電源常用測試儀器儀錶

第二章 電阻器、電容器和電感器的選擇與檢測
節 固定電阻器的選擇
第二節 電阻器的檢測
一、用指針萬用錶檢測電阻的方法
二、用數字萬用錶檢測電阻的方法
第三節 電流檢測電阻的選擇
一、利用漆包綫製作電流檢測電阻
二、利用PCB上的銅導綫製作電流檢測電阻
第四節 機械式電位器的選擇與檢測
一、電位器的內部結構及産品分類
二、電位器的檢測方法
第五節 數字電位器的選擇
一、數字電位器的基本原理及典型應用
二、數字電位器的産品分類
三、數字電位器的選擇
第六節 電容器的選擇
一、電容器的分類及容量、誤差錶示法
二、電容器的基本用法
第七節 電容器的測量
一、利用指針萬用錶測量電容
二、利用數字萬用錶測量電容
第八節 電感器的選擇
一、儲能電感的選擇
二、磁珠的選擇
第九節 電感器的測量
一、利用指針萬用錶測量電感
二、利用數字萬用錶測量電感
第十節 高頻變壓器磁心的選擇與檢測
一、高頻變壓器磁心的選擇
二、高頻變壓器磁心的檢測
第十一節 高頻變壓器的設計要點
第十二節 高頻變壓器的檢測
一、高頻變壓器的電氣性能測試
二、利用示波器檢測高頻變壓器的磁飽和特性

第三章 整流及功率器件的選擇與檢測
節 矽整流管的選擇
一、矽整流管的産品分類
二、矽整流管在開關電源中的典型應用
……

第四章 開關電源保護器件的選擇與檢測
第五章 特種元器件的選擇與檢測
第六章 常用檢測食品儀錶的選擇及使用注意事項
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《功率變換器設計與優化》 內容簡介 本書係統深入地探討瞭功率變換器，特彆是開關電源（SMPS）的設計、分析與優化理論。全書圍繞著如何構建高效、穩定、可靠且符閤各種應用需求的功率變換器展開，為讀者提供一套從理論基礎到實踐應用的全麵知識體係。我們著重於功率變換器核心拓撲的選擇、關鍵器件的性能評估、環路穩定性分析以及電磁兼容性（EMC）設計等關鍵環節，旨在幫助讀者掌握設計齣高性能開關電源的精髓。 第一章 功率變換器基本原理與拓撲 本章作為全書的起點，將詳細介紹功率變換器在現代電子係統中的重要性及其基本工作原理。我們將從DC-DC變換器的基礎入手，清晰闡述 Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge 等經典拓撲的電路結構、工作模式和電壓/電流變換關係。每種拓撲的優缺點、適用範圍以及在不同功率等級下的選擇考量都將進行深入分析。此外，還將簡要介紹AC-DC變換（整流與濾波）和DC-AC變換（逆變）的基本概念，為後續章節打下堅實的基礎。本章強調理論的嚴謹性，並輔以清晰的波形圖和等效電路圖，幫助讀者直觀理解各種拓撲的運行機製。 第二章 功率器件在變換器中的應用 功率器件是開關電源的核心“心髒”，其性能直接決定瞭變換器的效率、可靠性和體積。本章將聚焦於在開關電源中扮演關鍵角色的功率器件，包括： 功率MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）: 詳細講解其導通電阻（Rds(on)）、輸齣電容（Coss）、柵極電荷（Qg）、反嚮恢復電荷（Qrr）等關鍵參數對效率和開關損耗的影響。我們將探討不同封裝形式（如TO-247, D2PAK, SOP等）的散熱特性，並分析矽基MOSFET與碳化矽（SiC）MOSFET、氮化鎵（GaN）HEMT在導通損耗、開關速度、耐壓能力及工作溫度等方麵的差異與優勢，指導讀者根據具體應用選擇最閤適的MOSFET。 功率IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）: 針對中高功率應用，深入分析IGBT的擊穿電壓、集電極電流、導通壓降、開關速度等特性，並與MOSFET進行對比。 功率二極管: 重點介紹肖特基二極管（Schottky Diode）和超快恢復二極管（Ultra-Fast Recovery Diode）在整流和續流電路中的應用。詳細分析正嚮壓降（Vf）、反嚮恢復時間（trr）、反嚮漏電流（Ir）等參數對效率和EMI的影響。 碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）器件: 隨著技術發展，SiC和GaN器件在耐高壓、低損耗、高開關頻率方麵展現齣巨大潛力。本章將專題分析這些新興功率半導體器件的特性，以及它們在提升開關電源效率和功率密度方麵的具體應用實例。 第三章 電感與電容的選擇與設計 電感器和電容器是開關電源中儲存能量和濾波的關鍵無源器件。本章將深入探討它們的選型原則與設計要點： 電感器: 工作原理與類型: 詳細介紹電感器的基本概念，以及在開關電源中常用的幾種電感類型，包括功率電感（帶磁芯和無磁芯）、共模電感等。 磁芯材料: 深入分析各種磁芯材料（如鐵氧體、坡莫閤金、非晶閤金、納米晶閤金、粉末鐵芯等）的特性，包括磁導率、飽和磁通密度（Bsat）、損耗特性、居裏溫度等，以及這些特性如何影響電感器的性能。 參數選擇: 重點講解電感量（L）、直流電阻（DCR）、飽和電流（Isat）、額定電流（Irms）、品質因數（Q值）等關鍵參數的確定方法。我們將通過具體的算例，展示如何根據變換器的拓撲、工作頻率、輸齣電流紋波要求來計算所需的電感量和電流等級。 繞製工藝與封裝: 討論電感器的繞製工藝（如綫徑選擇、匝數、繞製方式）以及不同封裝形式（如SMD、PTH）對寄生參數和散熱的影響。 電容器: 類型與特性: 詳細介紹開關電源中常用的電容器類型，包括電解電容器（鋁電解、鉭電解）、陶瓷電容器（MLCC）、薄膜電容器（聚酯、聚丙烯）等。著重分析它們的等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、介電損耗、耐壓、容值穩定性（隨溫度、電壓、頻率變化）等參數。 選型原則: 講解如何根據輸入濾波、輸齣濾波、儲能、退耦等不同應用場景，選擇閤適的電容器類型和規格。重點強調ESR對輸齣紋波和效率的影響，以及ESL對高頻濾波效果的作用。 容量與電壓裕度: 演示如何根據輸齣紋波要求、動態響應需求來計算所需的電容器容量，並強調選擇具有足夠電壓裕度的電容器的重要性，以確保可靠性。 第四章 環路穩定性與補償設計 開關電源的穩定性是保證其正常工作的關鍵。本章將深入剖析環路穩定性理論，並提供實用的補償設計方法： 基本概念: 介紹反饋控製的基本原理，包括誤差放大器、PWM控製器、功率變換器自身以及輸齣濾波等環節構成的閉環係統。 穩定性判據: 詳細講解奈奎斯特判據、根軌跡法、伯德圖（Bode Plot）等用於分析係統穩定性的工具。 傳遞函數建模: 演示如何建立功率變換器各個部分的精確傳遞函數模型，包括功率級傳遞函數、補償網絡傳遞函數等。 頻率響應分析: 通過對係統開環傳遞函數的頻率響應進行分析，確定係統的增益裕度（GM）和相位裕度（PM），從而判斷係統的穩定性。 補償網絡設計: 詳細介紹PID（比例-積分-微分）補償、斜坡補償等常用的補償技術。重點講解如何設計補償元件（如電阻、電容、運算放大器）的參數，以獲得足夠的相位裕度，從而提高係統的穩定性和動態響應速度。我們將通過實際的補償網絡設計案例，展示如何優化補償器以滿足特定的性能要求。 第五章 傳導與輻射電磁乾擾（EMI）抑製 電磁兼容性（EMC）是現代電子産品設計中不可忽視的重要環節。本章將聚焦於開關電源的EMI問題，並提供有效的抑製方法： EMI的産生機理: 分析開關電源在工作過程中産生EMI的主要來源，包括開關器件的快速開關瞬變、電流和電壓的急劇變化、寄生參數的影響等。區分傳導EMI（通過電源綫傳播）和輻射EMI（通過空間傳播）。 EMI的傳播途徑: 講解EMI在PCB布局、導綫連接、元器件安裝等環節的傳播途徑。 EMI濾波設計: 傳導EMI濾波: 詳細介紹輸入和輸齣EMI濾波器的設計原則，包括共模和差模濾波器的結構（如LC濾波器、π型濾波器、Y電容、X電容等），以及如何選擇閤適的濾波元件以達到預期的濾波效果。 輻射EMI抑製: 討論PCB的布局布綫優化，如接地策略、走綫長度、關鍵信號的屏蔽等，以及如何通過選擇閤適的封裝、磁屏蔽等方式來抑製輻射EMI。 EMI測試與標準: 簡要介紹EMI測試的基本流程和相關的國際/國內標準（如CISPR係列、FCC Part 15等）。 第六章 功率變換器效率優化與熱管理 提高開關電源的效率是降低能耗、減小發熱、提升係統可靠性的重要途徑。本章將探討效率優化策略和熱管理技術： 效率損失分析: 詳細分析功率變換器中各種效率損失的來源，包括功率器件的導通損耗、開關損耗、磁性元件的損耗（銅損、鐵損）、電容損耗、PCB走綫損耗等。 效率優化方法: 選擇高效率器件: 強調選擇低Rds(on)的MOSFET、低Vf的二極管、低損耗的磁性元件等。 優化工作頻率: 分析工作頻率對效率的影響，如何在效率和體積之間取得平衡。 軟開關技術: 介紹零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）等軟開關技術，以及它們如何顯著降低開關損耗。 同步整流技術: 探討使用MOSFET代替二極管進行整流，以降低導通壓降，提高效率。 低功耗待機設計: 討論如何設計低待機功耗的開關電源。 熱管理: 散熱原理: 講解導熱、對流、輻射等基本散熱原理。 散熱設計: 討論如何通過PCB的散熱層、散熱片、風扇等手段來改善器件的散熱條件。 熱阻計算與仿真: 介紹熱阻的概念，並演示如何計算和仿真器件的溫度，以確保其工作在安全溫度範圍內。 第七章 功率變換器保護與可靠性設計 為瞭保證開關電源在異常情況下的安全運行，以及延長其使用壽命，可靠性設計至關重要。本章將探討各種保護措施和可靠性設計方法： 過壓保護（OVP）: 講解過壓保護電路的設計，如使用穩壓管、TL431等。 過流保護（OCP）: 介紹電流檢測方法（如電流采樣電阻、電流互感器），以及過流保護電路的設計，包括限流、打嗝模式、關斷模式等。 過溫保護（OTP）: 講解溫度檢測元件（如NTC熱敏電阻、溫度傳感器）的應用，以及過溫保護電路的設計。 短路保護（SCP）: 討論短路狀態下的保護策略。 欠壓鎖定（UVLO）: 介紹欠壓鎖定功能，防止在輸入電壓不足時誤啓動。 可靠性設計原則: 強調器件的降額使用、安全裕度的設置、PCB的可靠性設計（如焊盤大小、走綫寬度、耐腐蝕性）、材料的選擇等。 失效模式與影響分析（FMEA）: 簡要介紹FMEA在産品設計中的應用，以提前識彆和預防潛在的失效模式。 第八章 實際應用案例分析 本章將通過具體的實際應用案例，將前幾章的理論知識付諸實踐。我們將選取不同功率等級和不同應用領域的開關電源設計，例如： 低功率適配器設計: 如手機充電器、USB PD充電器。 中功率服務器電源設計: 要求高效率、高可靠性。 高功率工業電源設計: 如變頻器、電焊機電源。 LED驅動電源設計: 針對恒流輸齣和調光需求。 新能源汽車充電樁電源設計: 關注高耐壓、高效率和安全性。 每個案例都將詳細展示設計思路、拓撲選擇、關鍵器件的選型、EMI/EMC的設計、穩定性分析與補償設計，以及效率和熱管理的考量。通過這些案例，讀者可以更直觀地理解設計過程中的權衡與決策，並學習到解決實際問題的經驗。 第九章 現代功率變換器技術展望 本章將對功率變換器技術的發展趨勢進行展望，包括： 寬禁帶半導體器件（SiC, GaN）的廣泛應用: 及其帶來的高效率、高功率密度、高頻化優勢。 數字控製技術: 如DSP、FPGA在功率變換器中的應用，實現更靈活、更智能的控製。 LLC諧振變換器、全橋移相PWM變換器等先進拓撲: 在高效率和高功率密度方麵的應用。 集成化與模塊化設計: 如功率模塊（Power Module）的發展。 無綫充電、能量收集等新興應用: 對功率變換器提齣的新挑戰與機遇。 本書旨在為電子工程師、研發人員、學生以及對功率變換器技術感興趣的讀者提供一份全麵、深入、實用的參考。通過係統學習本書內容，讀者將能夠獨立完成高性能開關電源的設計，並具備分析和解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我之前也買過幾本關於電源模塊的書籍，但很多都偏嚮於介紹特定拓撲的優點或缺點，或者僅僅是某個芯片手冊的延伸解讀。但《開關電源外圍元器件選擇與檢測》給我的感覺是，它跳脫齣瞭對特定IC的依賴，而是聚焦在那些“永恒”的物理元件上。電阻、電容、電感這些看似不變的元素，在不同的工作環境和開關頻率下，其錶現會發生天翻地覆的變化。這本書的敘事主綫就是圍繞著這些“基礎件”在動態係統中的實際行為展開的。它強調的不是最新的技術名詞，而是底層物理規律在工程實現中的應用，這對於打牢一個工程師的內功來說，是至關重要的。

評分☆☆☆☆☆

我嚮來對技術書籍的排版和圖示質量要求比較高，因為復雜的電路原理如果不配上清晰的示意圖和實際的波形圖，光靠文字描述很容易造成理解偏差。這本書在這方麵做得相當齣色。無論是元件的內部結構剖析圖，還是故障模式下的等效電路分析，都繪製得極其精細。我翻到其中一節關於開關噪聲抑製元件的章節時，發現作者不僅分析瞭布局布綫的影響，還用實例圖展示瞭“不好”的PCB走綫和“優化後”的走綫在頻譜分析儀上呈現齣的巨大差異。這種直觀的對比，遠比純粹的理論公式來得有力，它直接擊中瞭我們實際工作中遇到的痛點——為什麼彆人的闆子“乾淨”，我的闆子“吵鬧”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當專業，那種深沉的藍色調配上清晰的白色字體，一下子就給人一種技術含量很高的感覺。我本來還在為一些基礎的電源設計問題感到睏擾，特彆是涉及到那些看似不起眼，實則至關重要的外部元件時。市麵上很多資料要麼過於理論化，充滿瞭復雜的數學推導，讓人望而生畏；要麼就是過於淺顯，隻停留在“這是什麼”的層麵，卻對“怎麼選”和“為什麼這麼選”含糊其辭。這本書恰好填補瞭這個空白。它似乎非常注重實用性，光是看目錄裏那些具體的元器件名稱，就能感受到作者在選型經驗上的深厚積纍。我特彆期待它在電容、電感、變壓器這些核心部件上，能提供一些行業內不常公開的選型竅門和故障排查的捷徑。如果內容能像它包裝一樣紮實可靠，那它絕對是工程師案頭必備的工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值不僅僅在於告訴我們“用什麼”，更在於教我們“如何判斷它是否閤格”。檢測和失效分析的部分，是我個人最看重的。在電源領域，元件的可靠性是生命綫。作者沒有泛泛而談去談論通用的測試方法，而是針對特定類型的外部器件，比如MOSFET的結溫估計，或者磁性元件的飽和點測試，提供瞭非常具體的、可操作的測試流程和判斷基準。這種從“設計輸入”到“成品檢驗”的全流程覆蓋，使得這本書的實用價值大大超越瞭一般的選型手冊，更像是一本結閤瞭設計經驗和質量控製的實戰指南。

評分☆☆☆☆☆

讀完前幾章的感受是，作者的敘事方式非常平易近人，沒有那種高高在上的專傢腔調。他仿佛是坐在我旁邊，耐心地跟我解釋每一個元器件在整個拓撲結構中扮演的“角色”及其“性格缺陷”。特彆是關於熱管理和紋波抑製那幾個章節，我發現作者不僅給齣瞭選擇標準，還深入探討瞭不同廠商、不同係列産品在實際應用中可能齣現的細微差彆。這對於我們做項目時，經常需要在成本、體積和性能之間做艱難取捨的工程師來說，簡直是醍醐灌頂。很多時候，一個設計方案的成敗，就取決於你對某個小小的輸入電容的處理方式，而這本書恰恰把這種“藝術性”和“工程性”結閤得恰到好處，避免瞭生搬硬套標準規範帶來的僵硬感。