电源电路设计技巧 丁志强 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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丁志强 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030374707

商品编码：29730123204

包装：平装

出版时间：2013-07-01

基本信息

书名：电源电路设计技巧

定价：58.00元

作者：丁志强

出版社：科学出版社

出版日期：2013-07-01

ISBN：9787030374707

字数：420000

页码：336

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《电源电路设计技巧》从实际应用出发，在介绍电源电路工作原理的同时，重点讲解电源电路的设计方法和技巧。《电源电路设计技巧》涉及目前广泛使用的稳定电源电路，对电源电路进行实际的设计、制作，并对设计值和实验结果进行比较，以验证设计的正确性。
《电源电路设计技巧》可作为从事模拟技术开发及电路设计的技术人员的参考书，也可供工科院校相关专业师生参考阅读。

目录

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作者介绍

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马场清太郎
1971年 毕业于东京工业大学电子物理工学系
1971年至今　就职于Maker，从事各种电子电路的设计，经常向《晶体管技术》杂志投稿
主要著作
《OPアンプによる実用回路設計》（CQ出版社）

文摘

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序言

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电源电路设计：核心原理、实用技巧与案例解析 内容概述 本书旨在为广大电子工程师、技术爱好者以及相关专业的学生提供一本全面、深入且实用的电源电路设计参考书。不同于市场上泛泛而谈的理论堆砌，本书将重点聚焦于电源电路设计的核心技术要点、当前业界的先进设计理念以及实际工程中遇到的典型问题，并提供切实可行的解决方案。全书从基础理论出发，逐步深入到高级应用，涵盖了开关电源、线性电源等主流电源拓扑的设计，并针对不同应用场景下的特殊需求，如高效率、低噪声、小体积、高可靠性等，提供了量身定制的设计策略和优化方法。 第一部分：电源电路设计基础与核心原理 本部分将系统梳理电源电路设计的基础知识，为读者打下坚实的理论基础。 电源的基本概念与分类： 详细介绍直流电源、交流电源、稳压电源、开关电源、线性电源等基本概念，阐述它们的工作原理、优缺点及适用范围。我们将深入探讨电源变换的基本功能，如电压变换（升压、降压、升降压）、电流变换、隔离等。 关键元器件选型与特性分析： 重点分析在电源电路设计中至关重要的元器件，包括： 功率半导体器件： MOSFET、IGBT、二极管（肖特基二极管、快恢复二极管等）的导通压降、开关损耗、耐压、电流能力等参数的意义及选型原则。 电感与电容： 储能电感、滤波电容的参数（电感量、容值、ESR、ESL、耐压、纹波电流等）如何影响电路性能，以及在不同拓扑中的作用。 控制器芯片： PWM控制器、PFM控制器、LLC控制器等的工作原理、控制模式（电压模式、电流模式）以及如何根据拓扑和性能要求进行选择。 其他辅助元件： 光耦、TL431等在反馈和保护电路中的应用。 基本电源拓扑详解： 线性稳压器： LDO（低压差线性稳压器）的设计原理、功耗分析、纹波抑制能力，以及在低噪声应用中的优势。 开关电源基本拓扑： Buck（降压）变换器： 工作模式分析，关键参数（占空比、电感电流纹波、输出电压纹波）计算，以及设计流程。 Boost（升压）变换器： 工作模式分析，关键参数计算，以及设计流程。 Buck-Boost（升降压）变换器： 工作模式分析，关键参数计算，以及设计流程。 Flyback（反激）变换器： 隔离式DC-DC变换器的入门，变压器设计、能量存储与传递，以及在小功率应用中的优势。 Forward（正激）变换器： 另一种隔离式DC-DC变换器，功率管的驱动与关断，以及与Flyback的区别。 反馈与稳压控制： 电压反馈与电流反馈： 各种反馈方式的原理、优缺点，以及如何实现精确的电压和电流调节。 PID 控制理论在电源中的应用： 解释PID控制器的基本原理，以及如何在电源设计中进行环路补偿，保证系统的稳定性和动态响应。 补偿网络设计： 相移裕度和增益裕度的概念，绘制Bode图分析系统稳定性，以及设计零极点来优化补偿。 第二部分：开关电源高级设计技巧与优化 本部分将深入探讨开关电源设计的进阶内容，聚焦于提升效率、降低损耗、改善EMI以及实现小型化等关键技术。 高效率设计策略： 同步整流技术： 减少整流损耗，提高效率，适用于低输出电压、大电流场合。 软开关技术： ZVS（零电压开关）、ZCS（零电流开关）的原理，如何通过改变拓扑或引入辅助电路实现软开关，从而降低开关损耗。 谐振变换器（LLC、PSIM等）： 深入解析LLC变换器的原理、设计要点、增益曲线分析，以及在隔离式电源设计中的广泛应用。 多相交错并联技术： 提高输出电流能力，降低输出纹波，提高效率。 高效功率器件选择与驱动： GaN（氮化镓）、SiC（碳化硅）等宽禁带半导体材料在电源设计中的应用，以及它们带来的性能提升。 EMI（电磁干扰）抑制与设计： EMI的产生机理： 分析开关电源中EMI产生的根源，如开关节点电压变化率（dV/dt）、电流变化率（dI/dt）、寄生电容电感等。 EMI滤波设计： 输入端和输出端的EMI滤波器的设计原则，不同类型滤波器的选择（LC滤波、RC滤波、EMI bead等）。 PCB布局与布线技巧： 关键信号环路的最小化，接地策略，高频噪声的隔离。 屏蔽技术： 适用的屏蔽材料和结构。 高可靠性与热管理： 元器件的可靠性分析： 寿命预测，过应力分析，可靠性设计原则。 热设计与散热： 功率损耗的估算，散热器选型，自然对流与强制风冷的应用。 PCB的热阻分析与热点控制。 元器件的降额使用原则。 小型化与集成化设计： 高频化设计： 提高开关频率，减小电感和电容的体积。 集成电源模块（IPM）的应用： 简化设计，提高集成度。 多层PCB设计与埋嵌元件技术。 变压器与电感器的集成设计。 数字控制在电源中的应用： 数字电源的基本原理： DSP或MCU在电源控制中的作用。 数字控制的优势： 灵活性、可编程性、智能化控制。 数字控制回路设计与补偿。 高级功能实现： 动态电压调节（DVR）、电源管理、通信接口等。 第三部分：特定应用场景下的电源设计 本部分将针对当前热门和关键的应用领域，提供具体的电源设计思路和案例。 服务器电源设计： 高效率（80 PLUS认证）、高功率密度、热管理、可靠性设计。 LED驱动电源设计： 恒流控制、调光技术（PWM调光、模拟调光）、EMI要求、功率因数校正（PFC）。 消费电子电源设计： 小型化、低成本、高集成度、安全性要求（UL、CE认证）。 工业控制电源设计： 宽温工作、抗干扰能力、高可靠性、输出电压稳定精度。 电池充电器设计： 充电策略（恒流、恒压、涓流）、电池管理系统（BMS）的配合、安全保护。 车载电源设计： 宽电压输入、耐高低温、抗振动、EMI/EMC要求。 隔离型DC-DC变换器设计： LLC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge等拓扑在隔离应用中的详细对比分析与设计要点。 第四部分：电源电路设计实用工具与流程 电路仿真软件的应用： SPICE、PSIM、MATLAB/Simulink等软件在电路分析、参数验证、波形预测中的作用。 PCB布局与布线设计工具： Altium Designer、Allegro等软件在电源PCB设计中的最佳实践。 元器件选型工具与数据库： 如何高效地查找和选择合适的元器件。 电源设计流程与验证方法： 从需求分析到原理图设计、PCB布局、样板制作、调试测试、批量生产的完整流程。 故障诊断与排除： 常见电源故障的分析与解决思路。 总结 本书力求通过深入浅出的讲解，结合丰富的工程实例，帮助读者掌握电源电路设计的核心技术，培养解决实际问题的能力。无论您是初入电源设计领域的新手，还是希望提升技术水平的资深工程师，本书都将是您宝贵的参考资料。通过本书的学习，读者将能够独立完成高性能、高可靠性的电源产品设计，并能快速应对市场变化和技术革新带来的挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑非常清晰，它不像某些技术手册那样是零散知识点的堆砌。作者似乎是按照一个实际项目从概念提出到最终量产的流程来组织内容的，读者可以跟随这个逻辑链条，逐步掌握从规格确定、拓扑选择、关键元件参数计算，到最终的EMC测试和调试优化全过程。它的语言风格严谨又不失温度，尤其在描述如何处理测试中的异常波形时，那种引导性的提问方式，非常有效地激发了读者的自主思考能力。我不再满足于“知道”某个电路工作原理，而是开始深究它在各种负载瞬态变化下的“内在反应”。总而言之，这是一本兼具广度与深度的工具书，它不是教你如何照猫画虎地复制电路，而是培养你一套独立解决复杂电源问题的“设计思维体系”。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的深度远超我预期的入门级指南。它不仅适合初学者建立概念，对于资深工程师而言，也是一个极佳的知识“校验器”。我个人对磁元件的设计一直比较头疼，总是难以在气隙、磁芯材料和绕组损耗之间找到最佳平衡点。书中对变压器和电感的耦合效应、集肤效应和邻近效应在不同频率下的表现进行了非常透彻的分析，并提供了几种创新的绕线结构来优化磁路的效率和散热。更让我惊喜的是，它还涉及了一些前沿的拓扑结构，比如有源钳位反激等，并且用清晰的框图和波形图解释了这些高级技术的优势和实现难点。这使得我对电源设计的认知不再局限于传统的Buck/Boost/Flyback，而是拓宽到了更高集成度和更高性能的方向。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅时，我原本以为这会是另一本枯燥乏味的教科书，但很快就被其行文的亲切感所吸引。作者在叙述复杂问题时，仿佛在和一个经验丰富的同事交流，而不是高高在上的教授。它没有过多纠缠于晦涩的数学推导，而是将精力放在了“为什么”和“怎么办”上。例如，在讲解次级整流环节的选择时，它没有简单地说肖特基二极管好，而是详细分析了在不同电流密度和温度环境下，二极管反向恢复时间和导通损耗的权衡艺术。更妙的是，书中穿插了大量作者自己踩过的“坑”——那些因为忽视了某个微小参数组合而导致产品大规模失效的案例。这些真实的教训，比任何理论模型都来得深刻。读完后，我感觉自己仿佛被施展了“时间加速”的魔法，几年才能积累的实战经验，被浓缩在了这几百页的篇幅里，极大地缩短了我从理论到工程实践的鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

这本《电源电路设计技巧》确实是电源设计领域的一部宝典，尤其对于我这种刚从学校步入工业界不久的工程师来说，简直是如获至宝。我之前在设计高效率开关电源时，常常被那些看似不起眼的细节卡住，比如MOSFET的驱动波形优化、PCB布局的电磁兼容性处理，以及如何在高频下有效控制开关噪声。这本书没有像其他教科书那样只停留在理论推导上，而是实实在在地聚焦于“技巧”二字。它深入浅出地讲解了在实际电路板上，温度漂移、元件选型中的潜规则，以及当指标达不到预期时，具体该如何从硬件层面进行微调。我特别欣赏其中关于热设计的章节，它不仅告诉你热量是敌人，更教你如何用最经济的方式，通过散热片设计和气流组织来驯服热量这匹野马。书里提供的那些经验公式和实测数据对比，让我的设计成功率大大提升，那种豁然开朗的感觉，是单纯阅读标准规范文档所无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容这本书的价值，那一定是“实战性”。我手头上的项目要求电源模块必须在极端环境下稳定工作，这对传统设计方法是一个巨大的考验。这本书里关于抗浪涌、抗静电以及电源系统的容错设计部分，简直是为我量身定做。特别是针对瞬态响应的章节，它详细剖析了不同电容组合（串联、并联、去耦）在不同频率段的贡献与抵消，并给出了在PCB上实现最佳去耦效果的走线布局建议，连过孔的尺寸和数量都做了细致的说明。这种对细节的偏执，正是优秀工程产品的基石。很多工程师在设计时，总觉得只要元件选对了，设计就成功了一半，但这本书明确地告诉我们，剩下的另一半，往往决定于你如何把这些元件“安放”在现实世界中，这才是真正的设计艺术。