精通開關電源設計(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Sanjaya Maniktala 著，王健強 等 譯

圖書標籤:

• 開關電源
• 電源設計
• 電力電子
• SMPS
• 電路設計
• 電子工程
• 電源管理
• 第二版
• 精通
• 技術指南

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115367952

版次：2

商品編碼：11576827

包裝：平裝

叢書名： 圖靈電子與電氣工程叢書

開本：16開

齣版時間：2014-10-01

用紙：膠版紙

頁數：509

正文語種：中文

內容簡介

　　《精通開關電源設計(第2版)》基於作者多年從事開關電源設計的經驗，從分析開關變換器的最基本器件——電感的原理入手，由淺入深係統地論述瞭寬輸入電壓DC-DC變換器(含離綫式、反激電源)及其磁性元件設計、功率器件選擇和損耗計算、印製電路闆布綫技術、三種主要拓撲在電壓/電流模式下的控製環穩定性，以及開關電源電磁乾擾(EMI)理論和實踐等。書中還解答瞭變換器拓撲的常見問題，討論瞭開關電源設計實例、工業經驗和難點對策等。
　　《精通開關電源設計(第2版)》不僅可作為各層次開關電源工程技術人員的教材，也可供開關電源設計人員和高校相關專業師生參考。

作者簡介

Sanjaya Maniktala 世界知名開關電源專傢，曾在飛思卡爾、西門子和美國國傢半導體等公司擔任高級工程領導職務，擁有“浮動降壓調整器拓撲”等多項專利。他還是EDN、Electronic Design等雜誌的專欄作傢。

王健強 哈爾濱工業大學電力電子與電力傳動學科畢業，工學博士。現任北京交通大學電氣工程學院副教授，中國電工技術學會無綫電能傳輸專委會委員。現主要從事新能源發電和交通領域無綫電能傳輸技術應用研究。曾主持過國傢863子項目“節能與新能源汽車”及北京市科委項目“大容量鋰離子電池化成設備研發”等課題。閤譯過《風力發電係統》一書。

精彩書評

“本書作者是非常罕見的兼具豐富設計經驗和寫作纔能的開關電源專傢，我是他的鐵杆粉絲，相信你讀過這本書後，也會和我一樣粉上他。”
——Stephan Ohr，Planet Analog網站前主編

“開關電源設計的寶書，公司員工人手一冊。我們公司能夠走到今天，可以說這本書功不可沒。”
——Dipark Gleason，開關電源公司創始人

目錄

第1章　開關功率變換原理　1
1．1　引言　1
1．2　概述和基本術語　2
1．2．1　效率　2
1．2．2　綫性調整器　4
1．2．3　利用開關器件提高效率　5
1．2．4　半導體開關器件的基本類型　6
1．2．5　半導體開關器件並非理想器件　6
1．2．6　利用電抗元件提高效率　7
1．2．7　早期RC型開關調整器　8
1．2．8　LC型開關調整器　8
1．2．9　寄生參數的影響　9
1．2．10　高頻開關時的問題　10
1．2．11　可靠性、使用壽命和熱管理　11
1．2．12　應力降額　12
1．2．13　技術進展　12
1．3　電感　13
1．3．1　電容、電感和電壓、電流　13
1．3．2　電感和電容的充放電電路　13
1．3．3　能量守恒定律　14
1．3．4　充電階段和感應電壓概念　15
1．3．5　串聯電阻對時間常數的影響　16
1．3．6　R=0時的電感充電電路和電感方程　17
1．3．7　對偶原理　18
1．3．8　電容方程　19
1．3．9　電感放電階段　19
1．3．10　反激能量和續流電流　20
1．3．11　電流必須連續，但其變化率未必　20
1．3．12　電壓反嚮現象　20
1．3．13　功率變換中的穩態及其不同工作模式　21
1．3．14　伏秒定律、電感復位和變換器的占空比　24
1．3．15　半導體開關器件的使用和保護　25
1．4　開關拓撲的演變　27
1．4．1　通過二極管續流控製感應電壓尖峰　27
1．4．2　達到穩態並獲得有用能量　28
1．4．3　升降壓變換器　29
1．4．4　電路的地參考點　30
1．4．5　升降壓變換器結構　30
1．4．6　交換結點　31
1．4．7　升降壓變換器分析　31
1．4．8　升降壓變換器特性　32
1．4．9　為什麼僅有三種基本拓撲　33
1．4．10　升壓拓撲　34
1．4．11　降壓拓撲　37
1．4．12　高級變換器設計　38

第2章　DC-DC變換器及其磁性元件設計　39
2．1　直流傳遞函數　40
2．2　電感電流波形中的直流分量和交流紋波　40
2．3　交流電流、直流電流和峰值電流的定義　42
2．4　理解交流、直流和峰值電流　44
2．5　定義“最惡劣”輸入電壓　45
2．6　電流紋波率r　47
2．7　r與電感值的關係　47
2．8　r的最優值　48
2．9　是電感尺寸，還是電感值　49
2．10　負載電流對電感值和電感尺寸的影響　50
2．11　供應商如何標定成品電感的額定電流，以及如何選擇電感　50
2．12　給定應用中需要考慮的電感電流額定值　51
2．13　電流限製的範圍和容限　53
2．14　實例(1)　55
2．14．1　設置r值時，對電流限製的考慮　56
2．14．2　r值固定時，對連續導通模式的考慮　57
2．14．3　使用低等效串聯電阻的電容時，r值應設為大於0．4　58
2．14．4　設置r值以避免器件特殊性帶來的問題　59
2．14．5　設置r值以避免次諧波振蕩　60
2．14．6　使用L×I和負載縮放法快速選擇電感　63
2．15　實例(2、3和4)　63
2．15．1　強迫連續導通模式下的電流紋波率r　64
2．15．2　基本磁定義　65
2．16　實例(5)不增加匝數　67
2．16．1　磁場紋波係數　68
2．16．2　用伏秒積來分析電壓型方程(MKS單位製)　68
2．16．3　CGS單位製　68
2．16．4　用伏秒積來分析電壓型方程(CGS單位製)　69
2．16．5　磁芯損耗　69
2．17　實例(6)特定應用中成品電感的特性　70
2．17．1　評估需求　70
2．17．2　電流紋波率　72
2．17．3　峰值電流　72
2．17．4　磁通密度　73
2．17．5　銅損　73
2．17．6　磁芯損耗　74
2．17．7　DC-DC變換器設計和磁性元件　74
2．17．8　溫升　74
2．18　其他極限應力計算及其選擇標準　75
2．18．1　最大磁芯損耗　75
2．18．2　最大二極管損耗　76
2．18．3　一般二極管選擇步驟　76
2．18．4　最大開關損耗　77
2．18．5　一般開關管選擇步驟　78
2．18．6　最大輸齣電容損耗　78
2．18．7　一般輸齣電容選擇步驟　78
2．18．8　最大輸入電容損耗　79
2．18．9　一般輸入電容選擇步驟　80

第3章　離綫式變換器及其磁性元件設計　81
3．1　反激變換器的磁性元件　81
3．1．1　變壓器繞組的極性　81
3．1．2　反激變換器的變壓器功能及其占空比　83
3．1．3　等效升降壓變換器模型　85
3．1．4　反激變換器的電流紋波率　86
3．1．5　漏感　87
3．1．6　穩壓管鉗位損耗　87
3．1．7　副邊側漏感也影響原邊側　87
3．1．8　測量有效的原邊側漏感　88
3．1．9　實例(7)反激變壓器設計　88
3．1．10　選擇綫規和銅箔厚度　93
3．2　正激變換器的磁性元件　96
3．2．1　占空比　96
3．2．2　最惡劣輸入電壓　98
3．2．3　利用窗口麵積　99
3．2．4　磁芯尺寸與其功率吞吐量的關係　100
3．2．5　實例(8)正激變壓器設計　101

第4章　拓撲的常見問題和解答　113

第5章　高級磁技術：最優磁芯選擇　128
5．1　第1部分：能量傳輸原理　128
5．1．1　拓撲概述　128
5．1．2　能量傳輸圖　133
5．1．3　峰值儲能要求　138
5．1．4　根據預期電流紋波計算電感值　141
5．2　第2部分：能量與磁芯尺寸　143
5．2．1　磁路和有氣隙磁芯的有效磁路長度　143
5．2．2　有氣隙磁芯的儲能和z因數　145
5．2．3　有氣隙磁芯的能量與磁芯體積的關係　148
5．3　第3部分：從螺綫管到E型磁芯　151
5．4　第4部分：更多AC-DC反激變壓器設計細節　153
5．5　第5部分：更多AC-DC正激變換器變壓器設計細節　157

第6章　元器件額定值、應力、可靠性和壽命　163
6．1　引言　163
6．2　應力和降額　163
6．3　第1部分：功率變換器的額定值和降額　166
6．3．1　工作環境　166
6．3．2　電源中元器件的額定值和應力係數　169
6．3．3　機械應力　177
6．4　第2部分：平均故障時間、失效率、保修成本和壽命　177
6．4．1　MTBF　178
6．4．2　保修成本　180
6．4．3　壽命期望和失效標準　181
6．4．4　可靠性預測方法　182
6．4．5　驗證可靠性測試　183
6．4．6　加速壽命試驗　184
6．5　第3部分：鋁電解電容壽命預測　185

第7章　最優功率器件選擇　190
7．1　概述　190
7．2　功率變換器的主要應力　190
7．3　不同拓撲的波形和峰值電壓應力　191
7．4　電流有效值和平均值的重要性　195
7．5　二極管、場效應管和電感的電流有效值和平均值計算　196
7．6　電容的電流有效值和平均值計算　198
7．7　蜘蛛狀應力麯綫　204
7．8　降低AC-DC變換器應力　206
7．9　RCD鉗位和RCD吸收電路　208

第8章　導通損耗和開關損耗　213
8．1　阻性負載時的開關轉換過程　213
8．2　感性負載時的開關轉換過程　216
8．3　開關損耗和導通損耗　218
8．4　感性負載時用於開關損耗研究的MOSFET簡化模型　219
8．5　寄生電容在交流係統中的錶示方法　220
8．6　柵極閾值電壓　221
8．7　導通轉換過程　222
8．8　關斷轉換過程　225
8．9　柵荷係數　229
8．10　實例　230
8．10．1　導通過程　231
8．10．2　關斷過程　232
8．11　開關拓撲的開關損耗分析　233
8．12　開關損耗對應的最惡劣輸入電壓　233
8．13　開關損耗隨寄生電容變化　234
8．14　根據MOSFET特性優化驅動能力　235

第9章　探索新拓撲　237
9．1　第1部分：恒頻同步降壓拓撲　237
9．1．1　用場效應管(安全地)替代二極管　237
9．1．2　死區時間的産生　239
9．1．3　CdV/dt引起場效應管導通　239
9．1．4　體二極管續流　240
9．1．5　外部(並聯)肖特基二極管　241
9．1．6　同步(互補)驅動　242
9．2　第2部分：恒頻同步升壓拓撲　242
9．3　第3部分：電流檢測的分類及其常規技術　246
9．3．1　直流電阻檢測　247
9．3．2　感降壓單元　251
9．3．3　損下垂調整和動態電壓調整　253
9．4　第4部分：四管升降壓拓撲　255
9．5　第5部分：輔助端和復閤拓撲　259
9．5．1　是升壓拓撲還是升降壓拓撲　260
9．5．2　理解Cuk、Sepic和Zeta拓撲　261
9．5．3　計算Cuk、Sepic和Zeta變換器的電流波形　266
9．5．4　Cuk、Sepic和Zeta拓撲的應力和元器件選擇標準　267
9．6　第6部分：結構和拓撲形態　268
9．7　第7部分：其他拓撲和技術　272
9．7．1　隱藏的輔助端和對稱性　272
9．7．2　多輸齣和浮動降壓調整器　273
9．7．3　滯環控製器　274
9．7．4　跨脈衝模式　277
9．7．5　實現正激變換器變壓器復位　278

第10章　印製電路闆設計　281
10．1　引言　281
10．2　印製綫分析　281
10．3　設計要點　282
10．4　熱管理問題　286

第11章　熱管理　288
11．1　熱阻和電路闆結構　288
11．2　曆史定義　290
11．3　自然對流的經驗方程　291
11．4　兩個標準經驗方程對比　292
11．4．1　熱動力學理論中的h　293
11．4．2　印製電路闆銅麵積估算　294
11．5　銅印製綫尺寸　294
11．6　一定海拔高度上的自然對流　295
11．7　強製空氣冷卻　295
11．8　熱輻射傳遞　296
11．9　其他問題　297

第12章　反饋環路分析及穩定性　298
12．1　傳遞函數、時間常數和激勵函數　298
12．2　理解e並繪製對數坐標麯綫　299
12．3　復數錶示法　300
12．4　重復和非重復激勵：時域和頻域分析　301
12．5　s平麵　302
12．6　拉普拉斯變換　302
12．7　乾擾及反饋的角色　304
12．8　RC濾波器的傳遞函數、增益和伯德圖　306
12．9　積分運算放大器(零極點濾波器)　308
12．10　對數坐標係下的數學運算　310
12．11　後級LC濾波器的傳遞函數　310
12．12　源濾波器傳遞函數小結　313
12．13　極點和零點　314
12．14　極點和零點的相互作用　315
12．15　閉環增益和開環增益　316
12．16　分壓器　318
12．17　脈寬調製器的傳遞函數　318
12．18　電壓(輸入)前饋　320
12．19　功率級傳遞函數　320
12．20　拓撲結構的被控對象傳遞函數　321
12．20．1　降壓變換器　321
12．20．2　升壓變換器　322
12．20．3　升降壓變換器　323
12．21　反饋部分的傳遞函數　324
12．22　閉環　326
12．23　環路穩定性判據及策略　328
12．24　繪製三種拓撲的開環增益　328
12．25　等效串聯電阻零點　332
12．26　高頻極點　332
12．27　設計3型運算放大器補償網絡　333
12．28　優化反饋環路　336
12．29　輸入紋波抑製　337
12．30　負載的暫態響應　338
12．31　1型和2型補償　339
12．32　跨導運算放大器補償　340
12．33　更簡單的跨導運算放大器補償　343
12．34　電流模式控製補償　344

第13章　高級命題：並聯、交錯和負載均流　352
13．1　第1部分：變換器的電壓紋波　352
13．2　第2部分：功率變換器應力分配及降低　357
13．2．1　概述　357
13．2．2　功率變換器的功率縮放　357
13．2．3　降壓變換器的並聯和交錯　360
13．2．4　交錯式降壓變換器的應力有效值封閉形式方程　364
13．2．5　交錯式升壓功率因數校正變換器　367
13．2．6　交錯式多相變換器　367
13．3　第3部分：交錯式降壓變換器中的耦閤電感　367
13．4　第4部分：並聯變換器的負載均流　377
13．4．1　被動式均流　377
13．4．2　主動式負載均流　381

第14章　AC-DC電源前級電路　383
14．1　概述　383
14．2　第1部分：小功率應用　384
14．2．1　充電和放電階段　384
14．2．2　電容值增加，tCOND減小，導緻電流有效值增加　386
14．2．3　電容電壓軌跡和基本階段　387
14．2．4　容忍AC-DC開關變換器中的高輸入電壓紋波　387
14．2．5　大容量電容電壓紋波對開關變換器設計的影響　389
14．2．6　常用反激電源失效保護方案　389
14．2．7　輸入電流波形和電容電流　391
14．2．8　如何正確說明μF/W　392
14．2．9　利用速查數據或“北極模擬法”的算例　393
14．2．10　電容公差和壽命　394
14．2．11　保持時間　395
14．2．12　兩種不同的滿足保持時間要求的反激變換器設計策略　399
14．3　第2部分：大功率應用和功率因數校正　401
14．3．1　概述　401
14．3．2　如何使升壓拓撲呈現正弦波輸入電流　404
14．3．3　功率因數校正級和脈寬調製級的反同步技術　407
14．3．4　采用或不采用反同步技術時電容電流有效值計算　412
14．3．5　交錯式升壓功率因數校正級　414
14．3．6　功率因數校正級的實際設計問題　414
14．3．7　功率因數校正扼流圈設計準則　415
14．3．8　功率因數校正扼流圈的磁芯損耗　417
14．3．9　臨界升壓有源功率因數校正級　418

第15章　電磁乾擾標準及測量　419
15．1　第1部分：概述　419
15．1．1　標準　419
15．1．2　電磁乾擾限製　420
15．1．3　一些與成本相關的經驗法則　422
15．1．4　組件的電磁乾擾　423
15．1．5　電磁波和電磁場　423
15．1．6　外推法　426
15．1．7　準峰值、平均值和峰值測量　427
15．2　第2部分：傳導電磁乾擾測量　428
15．2．1　差模和共模噪聲　428
15．2．2　用綫路阻抗穩定網絡測量傳導電磁乾擾　430
15．2．3　用簡單的數學方法估算最大傳導噪聲電流　432
15．2．4　用於傳導電磁乾擾診斷的共模和差模分量　432
15．2．5　用於輻射電磁乾擾診斷的近場嗅探器　436

第16章　實用電源電磁乾擾濾波器及噪聲源　437
16．1　第1部分：實用電源濾波器　437
16．1．1　電磁乾擾濾波器設計中的基本安全問題　437
16．1．2　四種常用的塗層工藝及其優缺點　438
16．1．3　總Y電容的安全限製　439
16．1．4　實用電源濾波器　439
16．1．5　等效差模和共模電路檢查及濾波器設計要點　445
16．1．6　接地扼流圈　446
16．1．7　電磁乾擾濾波器設計方麵一些值得注意的工業經驗　447
16．2　第2部分：開關電源中的差模和共模噪聲　447
16．2．1　差模噪聲的主要來源　447
16．2．2　共模噪聲的主要來源　447
16．2．3　機殼上安裝半導體器件　450
16．2．4　共模噪聲源　450
16．2．5　高性價比濾波器設計　451

第17章　電路闆電磁乾擾治理及輸入濾波器穩定性　453
17．1　第1部分：減少電磁乾擾的實用技術　453
17．1．1　覆地　453
17．1．2　變壓器在電磁乾擾中的角色　453
17．1．3　二極管的電磁乾擾　458
17．1．4　輻射測試會失敗嗎　460
17．2　第2部分：電源模塊及輸入不穩定性　461

第18章　電磁難題背後的數學　466
18．1　電源中的傅裏葉級數　466
18．2　方波　466
18．3　辛剋函數　468
18．4　傅裏葉級數的幅值包絡綫　470
18．5　實用差模濾波器設計　472
18．5．1　等效串聯電阻估計　473
18．5．2　高電網電壓下的差模濾波器計算　474
18．5．3　低電網電壓下的差模濾波器計算　475
18．5．4　濾波器的安全裕量　477
18．6　實用共模濾波器設計　477

第19章　算例　481
19．1　算例　481
19．2　第1部分：場效應管的選擇　486
19．3　第2部分：場效應管的導通損耗　487
19．4　第3部分：場效應管的開關損耗　488
19．5　第4部分：電感損耗　491
19．6　第5部分：輸入電容的選擇及其損耗　493
19．7　第6部分：輸齣電容的選擇及其損耗　493
19．8　第7部分：總損耗和效率估計　495
19．9　第8部分：結溫估計　495
19．10　第9部分：控製環設計　496

附錄　500
索引　507

精彩書摘

　　偶爾會有特彆膽大的應聘者提齣，開關打開時電感電流“以指數規律衰減到零”。此時問題又來瞭：若果真如此，電感電流為何來無影，去無蹤呢？要知道，電流是始終需要在閉閤迴路中流動的（基爾霍夫定律）！ 　　但是，彆急！已經完全理解瞭電感的充電階段嗎？這纔是真正的問題所在！需要認真研究。 　　1.3.4 充電階段和感應電壓概念 　　大多數設計人員都在直覺上沉醉於腦海中多年形成的電容充電畫麵：纍積電荷一直努力排斥任何試圖爬到電容極闆上的電荷，直至最終達到平衡狀態，輸入電荷（電流）減小到接近於零。這幅畫麵從直觀上也令人放心，因為在潛意識裏，它非常接近於現實生活中的情形。例如，在高峰時段的站颱上，有多少乘客能擠上一輛已經很擁擠的公交車呢？這取決於車（雙層巴士或其他車型）的載客量，還有乘客們拼命上車的決心（類似於外加電壓）。 　　但是，似乎無法輕易找齣與電感充電電路（即開關閉閤階段）直接對應的現實生活經驗。基本問題是：在電感電路中，為什麼充電電流實際上是隨時間推移而逐漸增加的呢？或者說，是什麼因素限製瞭電流初始值呢？眾所周知，電容電荷相互排斥的現象在電感中並不存在。那究竟是什麼原因呢？ 　　更基本的問題是：電感兩端為什麼存在電壓呢？由公認的歐姆定律（V=I×R）可知，電阻兩端存在電壓，這毫無異議。但電感（幾乎）沒有電阻，它從本質上講隻是一段（繞在磁芯上的）固體銅導綫。那麼，它如何保持電壓呢？實際上，電容能保持電壓的現象很容易理解。但理解電感並非易事！而且，如果人們在學校裏所學的“電場由電壓梯度dV／dx（x錶示距離）定義”準確無誤，那麼此時麵對的問題是：必須解釋電感中神秘的電場所在何處，又從何而來呢？ 　　答案是：根據楞次定律和法拉第定律，由於存在感應電壓，電感電流不能立刻建立起來。根據定義，感應電壓反抗任何改變電感中磁通（或電流）的外部努力。因此，如果電流是固定不變的，就不會産生電感電壓，此時電感特性就像一段純導綫。但是，一旦電流試圖改變，電感兩端就會産生感應電壓。根據定義，任意時刻測得的電感電壓等於感應電壓。　　注意 電容與電感之間以及電壓與電流之間的可類比性遠遠超齣對偶原理所述。例如，在曆史上的某個時期，齣現過同樣令人睏惑的問題。當電容兩端的外加電壓改變時，電流究竟是如何流過電容的呢？考慮到電容基本上是兩塊金屬極闆以及極闆間（非導電）的絕緣介質構成的，以上說法似乎與絕緣介質的特性有些矛盾。該現象最終由電壓改變時流過（或看似流過）極闆的位移電流來解釋。事實上，位移電流完全可以類比成感應電壓，以解釋電感電流改變時，電感兩端存在電壓的現象。

前言/序言

譯　者　序

近年來，國內作者編寫的開關電源書籍層齣不窮，各大齣版社爭相引進的國外譯本也有很多，令人目不暇接，難以選擇。但其中圖靈電子與電氣工程叢書精選國外暢銷的開關電源書籍加以編譯，是該類圖書中的精品係列。這也是譯者欣然接手本書翻譯工作的原因。

本書雖然是《精通開關電源設計》的第2版，但與前一版相比，至少增加瞭1/3以上的內容。原書作者具有豐富的開關電源工程設計經驗和獨到的見解，這些都在本書中得到瞭充分的體現。因此，本書適閤具有基本的電力電子基礎知識，對學習開關電源知識有濃厚興趣的學生，以及急於提高自身理論功底和實用技能的開關電源工程師使用。

本書中，作者並沒有麵麵俱到地介紹所有開關電源拓撲，而是僅選取最基本、最具有代錶性的3種基本拓撲（升壓、降壓和升降壓）做深入分析。這使得作者有精力與篇幅去介紹更為精細的開關電源設計方法，達到瞭以點帶麵的效果。作者由開關電源中最重要也是最難理解的元件——電感入手，係統介紹瞭3種基本拓撲演變、磁性元件設計、功率器件選擇和損耗計算、印製電路闆設計、反饋環路設計、前級電路設計以及開關電源的電磁乾擾問題等內容，並結閤設計實例做瞭深入分析。

本書第1章到第4章與前一版內容基本一緻，前一版第5章變成本書第8章，前一版第6章變成本書第10章，前一版第7章變成本書第12章，前一版第8章到第14章內容作者已經重新編寫成本書第15章到第18章。雖然上述內容與前一版多有重復，但是為瞭保證本書譯文風格統一，我們還是在聽取前一版讀者評論的基礎上，對全書內容重新進行瞭翻譯。然而前一版譯本顯然是本書最好的參考資料，因此我們在此嚮前一版譯者的辛勤工作緻以由衷的敬意！

北京交通大學電氣工程學院研究生程鵬天（第2章）、杜秀（第3章和第7章）、周嚮陽（第4章）、李曉萍（第5章、第10章、第15章、第16章和第19章）、呂超（第6章、第12章和第14章）和白嬌嬌（第8章、第9章和第13章）參加瞭部分章節的初譯工作，研究生李晶、鄧紅霞參加瞭全書的校譯工作。我在此對他們的幫助錶示衷心的感謝！此外，感謝人民郵電齣版社圖靈公司的編輯對本書譯稿所做的嚴格而細緻的工作！

我們深知讀者對科技譯文的要求越來越高，雖然始終秉承“信、達、雅”的翻譯理念，曆時7個多月的高強度工作，數易其稿，然而水平和經驗著實有限，敬請讀者批評指正。

王健強

於北京交通大學

《電子設計那些事兒：從原理到實踐的探索之旅》 內容簡介： 這是一本麵嚮廣大電子技術愛好者、工程師及相關專業學生的實用技術書籍，它將帶領讀者踏上一段從基礎概念到高級應用的探索之旅，深入理解電子設計的奧秘。本書並非一本枯燥的理論說教，而是以“事”為核心，通過解析一係列實際的電子設計案例，揭示電子元器件的工作原理、電路的搭建技巧以及解決實際問題的方法。從一個簡單的LED閃爍電路，到一個復雜的音頻放大係統，再到一個能夠感知環境變化的智能傳感器節點，本書層層遞進，由淺入深，力求讓讀者在動手實踐的過程中，將理論知識內化為解決問題的能力。 第一部分：電路的基石——元器件的“性格”與“脾氣” 在深入探討復雜電路之前，我們必須先瞭解構成它們的“積木塊”——電子元器件。本書將以一種生動有趣的方式，帶你認識這些“小傢夥”的真實麵貌。 電阻： 它們不隻是阻礙電流，更像是水流中的“管道寬度”，不同粗細的管道決定瞭水流的大小。我們將通過實際測量，感受不同阻值對電路的影響，理解電阻的分壓、限流原理，並學習如何根據需求選擇閤適的電阻。 電容： 它們如同小型的“水庫”，能夠儲存電荷，平滑電壓波動。我們將探索電容的充放電過程，理解其在濾波、耦閤、去耦等電路中的關鍵作用。通過實際測量不同電容在不同頻率下的錶現，你會對“容抗”有一個直觀的認識。 電感： 它們像“慣性阻力”，抵抗電流的變化。我們將深入瞭解電感如何儲存能量，以及它在振蕩電路、濾波電路中的應用。通過觀察電感在電流突變時的反應，你會理解“感應電壓”的産生機製。 二極管： 它們是單嚮導電的“閥門”，隻允許電流朝一個方嚮流動。我們將學習二極管的整流、穩壓、檢波等基本功能，並親手搭建簡單的整流濾波電路，感受直流電的生成過程。 三極管（BJT & MOSFET）： 它們是電路中的“開關”和“放大器”，能夠通過一個小信號控製一個大信號。我們將詳細講解三極管的放大原理，並通過實際搭建共射、共集、共基放大電路，感受不同組態帶來的特性差異。對於MOSFET，我們將側重其在高頻、低功耗應用中的優勢，並搭建簡單的MOSFET開關電路。 運算放大器（Op-Amp）： 它們是“萬能工具箱”，通過外部元件的配置，可以實現多種復雜的模擬運算。我們將從最基礎的同相、反相比例放大器開始，逐步深入到積分、微分、加法、減法等運算電路的設計與調試。通過搭建一個簡單的多功能信號發生器，你會體會到運放的強大能力。 第二部分：電路的“骨骼”與“血脈”——基礎電路模塊的搭建與分析 掌握瞭元器件的特性，接下來我們將學習如何將它們組閤成有用的電路模塊。本書將通過大量的實例，讓你親身體驗電路的設計、搭建與調試過程。 電源模塊： 從最簡單的綫性穩壓電源，到具有較高效率的開關電源（本書不涉及具體的開關電源設計，但會講解基礎的穩壓和濾波概念），我們將理解電源設計的基本要素，包括電壓穩定度、輸齣紋波、效率等。通過搭建一個簡易的綫性穩壓電源，你將直觀地感受到電壓穩定器的作用。 信號處理模塊： 濾波電路： 高通、低通、帶通、帶阻濾波器，它們是“信號的美容師”，能夠去除乾擾，提取有用信號。我們將通過實際製作低通濾波器，觀察它如何濾除高頻噪聲，並理解不同階數濾波器在衰減特性上的差異。 放大電路： 音頻放大器、儀錶放大器，它們能夠“放大”微弱的信號。我們將學習如何設計一個能夠驅動揚聲器的音頻功放電路，並理解不同放大電路的噪聲抑製能力。 振蕩電路： RC振蕩器、LC振蕩器，它們能夠産生周期性的信號，是許多電子設備的心髒。我們將搭建一個多諧振蕩器，觀察其産生的方波信號，並學習如何通過改變元件參數來調整振蕩頻率。 傳感器接口模塊： 如何將各種傳感器（如光敏電阻、溫度傳感器、壓力傳感器）的模擬信號轉換為數字係統能夠識彆的信號？我們將學習如何設計閤適的信號調理電路，並使用ADC（模數轉換器）進行數據采集。 第三部分：讓電路“思考”與“行動”——微控製器與嵌入式係統的初步探索 現代電子設計越來越離不開微控製器（MCU）的參與。它們如同電路的“大腦”，能夠執行預設的程序，實現復雜的控製邏輯。 微控製器的入門： 我們將以一款常見的微控製器為例，介紹其基本架構、工作原理以及開發環境的搭建。 GPIO（通用輸入輸齣）的應用： 如何通過MCU控製LED燈的亮滅，讀取按鈕的狀態，驅動蜂鳴器發聲？我們將學習GPIO的配置與使用，實現最基礎的輸入輸齣控製。 中斷機製： 如何讓MCU在特定事件發生時立即響應，而不是一直輪詢？我們將講解中斷的原理，並演示如何利用中斷實現更高效的控製。 通信協議的初步接觸： UART、I2C、SPI等通信協議是如何讓不同的電子設備之間進行信息交流的？我們將介紹這些協議的基本原理，並演示如何利用MCU實現簡單的串行通信。 第四部分：從“紙上談兵”到“真刀實槍”——設計流程與調試技巧 理論再好，也需要付諸實踐。本書將分享一套行之有效的電子設計流程，並傳授實用的調試技巧，幫助你少走彎路。 需求分析與方案設計： 如何清晰地定義項目需求，並根據需求選擇閤適的元器件和電路結構？ 原理圖繪製： 使用專業的EDA（電子設計自動化）軟件繪製清晰、準確的原理圖。 PCB（印製電路闆）設計基礎： 瞭解PCB的布局、布綫規則，以及如何優化PCB設計以提高電路性能和可靠性。 元器件選型與采購： 如何根據設計要求選擇閤適的元器件，並注意供應商的選擇。 焊接與組裝： 掌握基本的焊接技巧，以及如何規範地組裝電路闆。 調試與故障排查： 當電路不工作時，如何係統地分析問題，運用示波器、萬用錶等工具進行故障定位和排除。我們將分享一些常見的電路故障及其原因分析。 優化與改進： 在電路基本工作後，如何進一步優化其性能、功耗和成本。 本書特點： 注重實踐： 每一章都配有豐富的實例和動手實踐環節，讓讀者在“玩”中學，“做”中學。 循序漸進： 從最基礎的概念講起，逐步深入到復雜的係統設計，適閤不同層次的讀者。 圖文並茂： 大量的電路圖、實物圖和流程圖，使抽象的概念更加直觀易懂。 問題導嚮： 針對實際設計中可能遇到的問題，提供解決方案和分析思路。 啓發式教學： 鼓勵讀者獨立思考，培養解決問題的能力，而不僅僅是記憶公式。 適用人群： 電子技術愛好者，希望係統學習電子設計基礎知識。 大學電子工程、通信工程、自動化等相關專業的學生。 初入職場的電子工程師，需要夯實基礎，提升實踐能力。 需要將想法轉化為實際産品的創客和創業者。 結語： 電子設計的世界廣闊而充滿樂趣，它連接著我們的想象與現實。本書將為你打開這扇大門，提供一把探索的鑰匙。願你在閱讀本書的過程中，不僅學到知識，更能點燃你心中對創造的熱情，用電子技術改變世界。讓我們一起，踏上這段精彩的電子設計探索之旅！

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子工程專業的學生，我一直對高效率、小型化的電源技術充滿好奇，而開關電源無疑是實現這些目標的關鍵。在尋找學習資料的過程中，《精通開關電源設計(第2版)》這本書猶如一座知識的寶庫，讓我受益匪淺。這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失可讀性，作者善於將復雜的數學模型和物理原理用清晰的語言錶達齣來，同時輔以大量的仿真波形和實驗數據，這讓我對理論知識有瞭更直觀的理解。我特彆喜歡書中對“功率變換拓撲”的分類和講解，從經典的Buck、Boost、Buck-Boost到更復雜的SEPIC、Zeta等，每一種拓撲的優缺點、適用場景都講解得非常到位。更重要的是，書中還提到瞭很多關於EMI（電磁乾擾）抑製和熱管理的策略，這些在實際産品開發中是至關重要的環節，但往往在一些基礎教材中被忽略。這本書讓我意識到，好的電源設計不僅僅是讓電路工作起來，更是要讓它在各種環境下穩定、可靠、高效地運行。每次閱讀，都能有新的收獲，感覺自己的知識儲備在不斷夯實，對未來從事電源設計工作也充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本《精通開關電源設計(第2版)》，絕對是我近年來讀過的最“硬核”也最“實在”的專業書籍之一。它沒有花哨的排版，也沒有故弄玄虛的術語，而是直擊開關電源設計的核心，將工程師在實際工作中會遇到的各種難題，一一擺在瞭讀者的麵前。書中對於“反饋環路設計”的講解，尤其讓我印象深刻。作者不是簡單地介紹PID控製，而是深入分析瞭環路帶寬、相位裕度、增益裕度等關鍵參數對係統穩定性和瞬態響應的影響，並提供瞭多種實際可行的補償網絡設計方法。我之前在設計電源時，常常因為反饋環路不穩定而頭疼，讀完這部分內容後，我終於明白瞭其中的奧秘，並能夠有針對性地進行優化。此外，書中對“變壓器設計”的講解也十分詳盡，從磁芯材料的選擇到繞組的結構設計，再到漏感和寄生電容的處理，每一個細節都考慮到瞭。這讓我明白，在開關電源設計中，細節決定成敗。這本書的價值在於，它不僅傳授瞭理論知識，更重要的是，它培養瞭工程師解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的“充電寶”，學習開關電源設計的路上的“明燈”！我一直對開關電源這塊領域感到些許畏懼，總覺得公式繁多，原理晦澀難懂。然而，當我翻開《精通開關電源設計(第2版)》時，那種顧慮瞬間煙消雲散。作者的講解方式非常巧妙，不是那種枯燥的理論堆砌，而是娓娓道來，將復雜的概念拆解成易於理解的小塊。比如，在解釋MOSFET的開關特性時，他用瞭大量生動形象的比喻，讓我一下子就抓住瞭核心。而且，書中大量的圖示和實例，簡直是錦上添花。那些電路圖清晰明瞭，標注詳盡，再配閤文字說明，簡直是“可視化的教學”。我特彆喜歡書中對於不同拓撲結構的詳細分析，從降壓、升壓到升降壓，每一種都講解得深入淺齣，讓我能從本質上理解它們的工作原理和適用場景。這不像我之前看的某些教材，隻會告訴你“怎麼做”，而這本書則會告訴你“為什麼這麼做”。這種“知其然，更知其所以然”的學習體驗，對於我這樣希望真正掌握這項技能的工程師來說，是無比珍貴的。讀完關於基礎理論的部分，我感覺自己的知識體係一下子就搭建起來瞭，不再是零散的點，而是連成瞭一片廣闊的海洋。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個在電源行業摸爬滾打多年的老兵來說，《精通開關電源設計(第2版)》這本書，簡直是“老朋友”的升級版。它不像一些新書那樣追求新潮的概念，而是紮紮實實地將開關電源設計的精髓提煉齣來，並進行瞭深入的闡釋。我尤其欣賞書中對“功率器件的選擇與應用”這部分內容的講解。作者詳細分析瞭MOSFET、IGBT、GaN器件等不同類型功率器件的特性，以及它們在不同工作條件下的損耗和性能錶現。這對於工程師在選擇閤適的功率器件時，提供瞭非常重要的參考依據。書中還提到瞭很多關於“可靠性設計”的理念，比如如何通過閤理的布局、元器件的選型以及降額使用來提高電源的長期可靠性，這些都是在實際工程中非常寶貴的經驗。我常常會把書中的一些章節反復閱讀，每一次閱讀都能從中獲得新的啓發。這本書就像一個“知識庫”，當你遇到問題時，翻開它，總能找到相關的綫索和答案。它沒有給我帶來“顛覆性”的認知，但卻在很多方麵“強化”瞭我對開關電源設計的理解，讓我在實際工作中更加得心應手。

評分☆☆☆☆☆

老實說，一開始我隻是抱著試試看的心態購買瞭這本《精通開關電源設計(第2版)》，畢竟市麵上關於電源設計的書籍琳琅滿目，要從中挑選一本真正有價值的並不容易。但這本書，真的超齣瞭我的預期！它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的老前輩在循循善誘。書中的章節安排非常有邏輯性，從最基礎的元器件特性分析，到各個關鍵模塊的設計要點，再到整個係統的優化和測試，層層遞進，讓人感覺學習過程非常順暢。我尤其欣賞作者在講解“瞬態響應”和“紋波抑製”這些核心問題時，所采用的深入剖析的方式。他不僅給齣瞭理論公式，更重要的是，通過對不同參數的敏感性分析，以及各種優化技巧的介紹，讓我明白瞭如何在實際設計中避免這些“坑”。書中還穿插瞭很多實際的案例研究，這些案例都非常貼近工業應用，比如針對LED驅動電源、AC-DC適配器等的設計心得，這些實戰經驗的分享，是純理論書籍無法比擬的。我經常會把自己遇到的設計難題，在書中找到類似的解決方案，然後藉鑒其中的思路，很多問題就迎刃而解瞭。這本書讓我體會到，開關電源設計並非遙不可及，而是可以通過係統學習和實踐來掌握的一門科學。

評分☆☆☆☆☆

貌似是盜版的，字體有大有小。但書本身還行！

評分☆☆☆☆☆

經典

評分☆☆☆☆☆

書不錯，內容挺好的

評分☆☆☆☆☆

一萬個贊!這本書重點在於開關電源的外圍設計，核心是電感，概念清晰，深入淺齣，學起來很爽

評分☆☆☆☆☆

這本書是開關電源設計的經典，推薦購買

評分☆☆☆☆☆

正版書，質量很好的，好厚一本，慢慢品讀！

評分☆☆☆☆☆

之前看瞭幾頁電子版本的，不錯，買正版啦

評分☆☆☆☆☆

挺好的，書沒什麼問題，多學學看看

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好