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杨贵恒 著

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512337077

商品编码：29739399944

包装：平装

出版时间：2013-03-01

基本信息

书名:现关电源技术及其应用

：48.00元

售价：32.6元,便宜15.4元,折扣67

作者:杨贵恒

出版社：中国电力出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787512337077

字数：634000

页码：366

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.558kg

编辑推荐

《现关电源技术及其应用》共分9章，章对开关电源的基本概念、新技术及其发展趋势作了简要综述；第2章和第3章分别介绍了开关电源常用的功率半导体器件及其驱动电路以及直流变换器与常用PWM控制器；第4章至第7章详细阐述了现关电源技术及其典型应用；第8章和第9章结合全国各通信局(站)广泛使用的两种通信用高频开关电源系统实例(中兴ZXDU68S601/T601开关电源系统和中达MCS1800B开关电源系统)，详细介绍了其系统组成与工作原理、操作使用与参数设定以及维护管理等方面的内容，对各通信局(站)通信电源使用、维修与管理人员具有直接性的指导作用。本书由杨贵恒主编。

内容提要

　　《现关电源技术及其应用》首先对开关电源的基本概念、新技术及其发展趋势作了简要综述；其次介绍了开关电源常用的功率半导体器件(电力二极管、MOSFET和IGBT等)及其驱动电路以及直流变换器与常用PWM控制器；然后详细阐述了现关电源技术(有源功率因数校正技术、软开关 技术、同步整流技术、并联均流技术)及其典型应用；后结合全国各通信局(站)广泛使用的两种通信用高频开关电源系统实例(中兴ZXDU68S601/T601开关电源系统和中达MCS1800B开关电源系统)，详细介绍了其系统组成与工作原理、操作使用与参数设定以及维护管理等方面的内容，对各通信局(站)通信电源使用、维修与管理人员具有直接性的指导作用。

《现关电源技术及其应用》内容丰富、语言通俗，具有较强的实用性与可操作性，可供从事开关电源设计、生产、调试、使用与维修的工 程技术人员阅读，也可供高等院校电气工程、电力工程及其自动化、电力电子与电力传动、发供电技术和通信电源等相关专业的师生参考。本书由 杨贵恒主编。

目录

作者介绍

文摘

序言

《高效能源转换：开关电源设计与优化》 内容梗概： 本书深入探讨了现代电力电子领域的核心——开关电源（SMPS）的设计、分析与优化。全书共分为八章，由浅入深地勾勒出开关电源技术的发展脉络、基本原理、关键技术以及在各个应用领域的实际部署。本书旨在为电气工程、自动化、通信、计算机及相关专业的学生、工程师和研究人员提供一个全面而深入的学习平台，使其能够掌握开关电源的设计要领，理解其工作机制，并能针对具体应用需求进行优化，以实现更高效率、更小体积、更低成本和更佳性能。 第一章：开关电源的基本原理与拓扑结构 本章将从开关电源的核心概念入手，阐述其与线性电源在工作原理上的根本区别。我们将详细介绍开关电源如何通过高频开关动作，将输入电压高效地转换为所需的输出电压，并解释其高效率的来源——降低损耗。随后，我们将重点介绍几种最基础、最常用的开关电源拓扑结构，包括： 降压（Buck）变换器： 讲解其基本工作原理，分析其电压转换比、电感和电容的参数选择，以及在轻载和重载下的工作特性。 升压（Boost）变换器： 阐述其升压机制，深入分析电压增益的推导过程，并讨论其稳定性和输出电流纹波的特性。 升降压（Buck-Boost）变换器： 介绍其能够实现电压升降的功能，分析其隔离与非隔离设计的区别，以及输出电压的极性。 Cuk/SEPIC/Zeta变换器： 对这些具有特殊性能的拓扑进行初步介绍，说明它们在特定应用场景下的优势，例如具有连续输入电流或输出电流的特性。 本章强调对这些基本拓扑的电流和电压波形进行深入理解，这是后续章节进行更复杂分析和设计的基础。 第二章：开关电源的关键组件与选型 开关电源的性能很大程度上取决于其关键组件的选择与设计。本章将围绕以下几个核心组件进行详细阐述： 功率开关器件： 重点介绍MOSFET和IGBT等常用功率开关器件的特性、选型依据（如耐压、电流能力、导通电阻、开关速度、驱动要求等）以及它们在不同拓扑中的应用。我们将探讨RDS(on)、Qg、Coss等关键参数对效率和散热的影响。 电感器： 深入分析电感器在开关电源中的作用，包括储能和滤波。我们将讨论电感值的计算方法、磁芯材料（如铁氧体、非晶合金、纳米晶合金）的选择、饱和磁通密度、损耗（铁损和铜损）以及电感器的封装形式。 电容器： 讲解电容器在储能、滤波和稳压方面的作用。我们将区分输入端和输出端的电容选择，重点介绍低ESR（等效串联电阻）和低ESL（等效串联电感）电容的重要性，以及陶瓷电容、电解电容、薄膜电容等不同类型的优缺点及其在不同应用场景下的适用性。 二极管： 介绍整流二极管（快恢复二极管、肖特基二极管）在开关电源中的应用，分析其反向恢复时间、正向压降、额定电流和耐压等参数对效率和EMI的影响。 控制芯片与驱动电路： 概述PWM（脉冲宽度调制）控制的基本原理，介绍各种控制模式（如电压模式、电流模式、平均电流模式），并初步探讨控制芯片的选型原则。同时，也将简要介绍功率开关器件的驱动电路设计要点。 第三章：控制环路设计与稳定性分析 本章是开关电源设计的核心环节之一。我们将深入探讨控制环路的原理，以实现精确的输出电压稳定。 误差放大器： 介绍误差放大器的作用，以及基于运放的多种误差放大器配置（如跨导放大器、跨阻放大器）。 补偿网络： 重点讲解如何设计补偿网络（如PID控制器）来稳定开关电源的控制环路。我们将从频率域分析入手，探讨增益裕度和相位裕度的概念，以及如何通过引入零极点来调整系统的频率响应，确保系统在各种负载条件下都能稳定工作。 稳定性分析方法： 介绍奈奎斯特图、波特图等分析工具，帮助读者理解如何评估控制环路的稳定性，并识别潜在的振荡问题。 电流模式控制： 详细分析电流模式控制的优势，如更快的瞬态响应、固有的限流能力以及简化补偿等，并深入讨论斜坡补偿的必要性和设计方法。 第四章：电磁兼容性（EMC）设计与抑制 开关电源的高频开关动作不可避免地会产生电磁干扰（EMI），对其他电子设备造成影响。本章将专注于开关电源的EMC设计与抑制技术。 EMI的产生机制： 分析EMI的主要来源，包括传导发射和辐射发射，以及它们与开关器件的开关损耗、环路电流、母线电容等因素的关系。 EMI滤波器设计： 详细介绍输入和输出EMI滤波器的设计原理，包括LC滤波器、RC滤波器等的选择与参数计算，以及共模和差模干扰的抑制方法。 PCB布局优化： 强调PCB（印刷电路板）布局对EMC的重要性。我们将讨论关键信号线的走线规则、地线和电源层的处理、高频电流回路的最小化、屏蔽措施以及元器件的摆放策略。 屏蔽与接地技术： 介绍有效的屏蔽方法和接地方式，以减少EMI的辐射和耦合。 第五章：热管理与散热设计 开关电源在工作过程中会产生热量，有效的热管理对于保证其可靠性和延长寿命至关重要。本章将深入探讨开关电源的散热设计。 损耗分析： 对开关器件、电感、变压器、二极管和PCB走线等关键组件的损耗进行细致的分析，计算其产生的热量。 热阻与温升计算： 引入热阻的概念，计算从热源到环境的温升。 散热器件选择与设计： 介绍各种散热器件，如散热片、风扇、热管、热电制冷器（TEC）等，并提供其选型依据和设计原则。 PCB散热设计： 讨论如何利用PCB的铜箔面积、过孔和多层板设计来辅助散热。 热仿真与测试： 简要介绍热仿真软件的应用，以及如何通过实际测试来验证散热设计的有效性。 第六章：功率变换器的高级拓扑与应用 在掌握了基本拓扑后，本章将介绍一些更复杂、更高效的功率变换器拓扑，以及它们在特定领域的应用。 谐振变换器： 介绍零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的概念，以及软开关技术如何显著降低开关损耗，提高效率。重点介绍LLC谐振变换器等谐振拓扑。 多相变换器： 阐述多相设计的优势，如降低纹波、提高功率密度和改善瞬态响应。 隔离型变换器： 详细介绍隔离变压器在开关电源中的作用，以及常见的隔离型拓扑，如正激、反激、半桥、全桥变换器，分析其在安规隔离和电压隔离方面的应用。 交错式PFC（功率因数校正）电路： 介绍PFC电路的重要性，以及交错式PFC在提高效率和减小EMI方面的优势。 第七章：开关电源的仿真与设计工具 现代电子设计离不开仿真工具的辅助。本章将介绍常用的开关电源仿真软件和设计工具。 电路仿真软件： 重点介绍SPICE系列仿真软件（如LTspice, PSpice, TINA-TI）在开关电源电路分析中的应用，包括瞬态仿真、交流分析、直流分析等。 PCB设计软件： 简要介绍Altium Designer, Eagle等PCB设计软件在布局布线和EMC设计方面的辅助功能。 参数计算工具： 介绍厂商提供的在线计算工具和设计指南，用于快速选择元器件和计算关键参数。 建模与仿真： 讨论如何对开关电源进行建模，以便在仿真环境中进行更准确的性能预测。 第八章：开关电源的实际应用案例分析 本书的最后一章将通过具体的应用案例，将前面章节所学的理论知识付诸实践。 消费电子电源： 分析智能手机充电器、笔记本电脑适配器等电源的设计要点，关注其高集成度、低成本和安全性要求。 通信电源： 探讨基站电源、服务器电源等对高可靠性、高效率和宽输入电压范围的需求。 工业控制电源： 分析PLC、电机驱动等应用中的电源设计，强调其对EMC、浪涌保护和宽温工作能力的要求。 新能源领域电源： 介绍太阳能逆变器、电动汽车充电桩等电源的特点，关注其高功率密度、高效率和对电网交互的要求。 通过对这些实际案例的分析，读者将能更深刻地理解开关电源技术在现代工业和生活中的广泛应用，以及在不同应用场景下所面临的设计挑战和解决方案。 总结： 《高效能源转换：开关电源设计与优化》力求提供一种系统性、实践性强的学习路径。本书不仅关注理论的深度，更注重实际应用中的工程实践。通过对本书的学习，读者将能够建立起扎实的开关电源理论基础，掌握关键的设计方法和优化技巧，并能应对实际工程项目中的各种挑战，从而在电力电子领域设计出更优秀、更可靠的电源产品。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的电源架构师，我对市面上充斥着大量重复性高、缺乏新意的电源书籍感到厌倦。然而，这本书在理论深度和工程实践的结合上，展现出了一种难得的老练与创新并存的风格。它对非线性控制理论在开关电源中的应用进行了深入的挖掘，特别是关于数字控制技术在电源中的实施细节，包括ADC的采样点选择、数字滤波器的设计，以及如何有效应对离散化带来的稳定性问题，提供了非常深刻的见解。不同于多数书籍侧重于模拟控制的经典方法，这本书的“现关”二字，似乎更着眼于如何利用现代的数字处理能力来突破传统模拟电路的瓶颈。例如，书中对自适应死区控制和动态电压频率调节（DVFS）在服务器电源中的应用实例分析，展示了如何通过软件算法实现硬件性能的极致优化。读完这部分内容，我感觉自己对未来电源系统的智能化发展方向有了更清晰的蓝图。这本书成功地架起了从经典理论到未来前沿技术的桥梁，对于推动技术栈的升级非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职多年的电子工程师，主要负责系统集成工作，对电源部分的理解一直停留在“选型和替换”的阶段，深层次的优化和故障排查能力比较薄弱。手头这本厚厚的专业书籍，以其近乎百科全书式的广度和深度，极大地拓宽了我的技术视野。我特别欣赏它对“现代”这一概念的诠释，它不仅仅罗列了传统降压/升压拓扑，而是花了大量篇幅深入探讨了高频化、小型化背景下，SiC和GaN等新型器件对电路设计带来的颠覆性影响。书中对于LLC谐振变换器在各种负载条件下的工作模式切换和软开关实现细节的分析，细致到了令人发指的地步，特别是对寄生参数影响的建模和补偿策略，提供了非常实用的参考。这种对前沿技术的紧密追踪和深入解析，让我意识到自己过去几年在知识更新上有所松懈。此外，书中关于EMC/EMI设计的章节，并非简单的规则罗列，而是结合具体的布局和走线技巧，讲解了电磁干扰的产生机理及其在开关电源中的抑制方法，这对于我目前工作中经常遇到的产品认证难题，提供了直接有效的解决方案。这本书更像是一本高阶工程师的“工具箱”，随时可以翻阅查阅解决疑难杂症。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我一开始是冲着书名里的“应用”二字买的，因为我对纯理论的学习兴趣一般，更偏爱能立刻上手实践的资料。这本书虽然涵盖了扎实的理论基础，但它的独特之处在于，每一个理论知识点后面，都紧跟着一个或多个具体的应用场景进行反向验证和说明。比如，在讲解如何减小纹波时，它不仅会告诉你LC滤波器的公式，还会模拟出在不同负载瞬态变化下，滤波器元件的充放电过程如何影响输出电压的稳定度，并直观地展示出串联电感或使用差模/共模扼流圈的具体效果。这种“理论先行，应用落地”的叙事结构，使得学习过程非常顺畅，知识点不会孤立存在。最让我印象深刻的是，书中针对特定行业（如LED驱动或电动汽车充电模块）的特殊需求，提供了多套针对性的解决方案和设计思路的对比分析，这种高度聚焦的实践指导，让我可以直接将书中的思路应用到我目前正在进行的项目中去，避免了重复的调研和摸索。这本书的实践价值，绝非一本普通的参考手册可以比拟。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种刚踏入电源技术领域的“小白”量身定做的入门指南！我之前对电源模块的理解完全停留在“插上电就能用”的层面，对里面的复杂原理和设计思路一窍不通。然而，这本书的讲解方式极其生动形象，作者似乎深谙如何将那些枯燥的电路图和数学公式转化为直观易懂的知识点。它不是那种堆砌术语的教科书，而是像一位耐心十足的导师，一步步引导你拆解现行关电源的每一个核心模块。比如，对于开关频率的选择和磁性元件的设计，它不仅给出了理论公式，还结合实际应用场景，分析了不同选择带来的性能权衡，这一点对我来说至关重要。书中对控制环路的剖析尤其精彩，从误差放大器到脉冲宽度调制（PWM）的实现过程，讲解得层层递进，让人豁然开朗。读完前几章，我竟然能大致看懂一些中等复杂度的电源方案框图了，这种成就感是其他一些理论性太强的书籍无法给予的。书中的案例分析也非常贴合工业实际，让人感觉学到的知识是真正可以落地的，而不是纸上谈兵。对于想快速建立起对现代电源系统整体认知的初学者来说，这本书的价值无可估量。

评分☆☆☆☆☆

从一个硬件设计项目经理的角度来看，这本书的实用性远超我的预期。我们团队在开发新一代便携式设备时，对电源的效率和瞬态响应有着近乎苛刻的要求，传统的设计方法往往需要大量的试错才能达到目标。这本书提供了一个非常系统化的设计流程框架，它不是简单地罗列公式，而是将设计过程分成了需求定义、拓扑选择、关键元件选型、环路补偿设计和最终验证等清晰的步骤。我尤其欣赏它在“热管理”和“可靠性分析”部分所占的权重。在实际量产中，效率和热设计往往是决定产品成败的关键。书中对导通损耗和开关损耗的精确计算模型，以及如何通过优化驱动电路来压榨最后一点效率的探讨，非常具有操作指导性。它教会我们如何用更科学的方法去预估长期运行的风险，而不是仅依赖于仿真软件的输出。这本书不仅是给电路工程师看的，对于项目管理层来说，也是一个评估设计方案可行性和风险等级的绝佳参考资料，使得我们能够更早、更准确地把握项目的技术方向。