开关稳压电源的设计与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 长谷川彰 著，何希才 译

图书标签:

• 开关电源
• 稳压电源
• 电源设计
• 电力电子
• 电路设计
• SMPS
• 电源应用
• 电子工程
• 电源技术
• 变压器

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030174963

版次：1

商品编码：12257609

包装：平装

丛书名： 图解实用电子技术丛书

开本：16开

出版时间：2006-08-01

用纸：胶版纸

页数：257

字数：253000

正文语种：中文

内容简介

　　《开关稳压电源的设计与应用》是“图解实用电子技术丛书”之一。
　　《开关稳压电源的设计与应用》分两部分对开关稳压电源进行介绍，第1部分主要介绍开关稳压电源的基本原理、电路构成及特征；第二部分从应用的角度对开关稳压电源进行了论述，具体内容包括：开关稳压电源的设计方法与应用实例、脉宽调制电路与保护电路、开关稳压电源效率的改善措施、谐振变换器以及仿真软件在开关电源中的应用。
　　《开关稳压电源的设计与应用》的特点是简明易懂、实用性强，使读者能够较为轻松地学会并掌握开关稳压电源的设计方法。
　　《开关稳压电源的设计与应用》可作为电子技术领域的工程技术人员的参考用书，也可供电子相关专业的大学生以及广大的电子爱好者参考阅读。

作者简介

　　长谷川彰，1939年生于新潟县，1963年毕业于武藏工业大学电气通信工程专业；1963年获得一级无线电工程师资格；1963年进入株式会社高砂制作所，从事稳定直流电源、CVCC电源、频率变换器、开关稳压器、计算机自动测量装置等开发工作。现在高砂制作常务董事。

内页插图

目录

第1章 开关稳压电源的基本原理
1．1 特征
1．2 稳定度
1．3 反电动势
1．4 电容C的充放电电流与电感L的充放电电压
1．5 无变压器的最简单开关稳压电源
1．5．1 降压型开关稳压电源
1．5．2 升压型开关稳压电源
1．5．3 极性反转型开关稳压电源
1．6 正激式电路与回扫式电路
1．7 输入电压与输出功率决定的电路方式
1．7．1 输入电压低的场合
1．7．2 输入电压高的场合
1．7．3 小功率的场合

第2章 开关稳压电源的电路构成及特征
2．1 电路构成的特征
2．2 自激式直流-直流变换器的优、缺点
2．3 R．C．C变换器
2．4 R．C．C电路输出电压的控制方式
2．5 利用变压器饱和的直流-直流变换器
2．6 利用磁放大器的直流-直流变换器
2．7 利用磁放大器的稳定化电路及其特征
2．8 他激式开关稳压电源及其特征

第3章 开关稳压电源的设计方法
3．1 高频整流电路
3．2 整流电路电压的最低值
3．3 平平滑电路中电容量的求法
【专栏】开关稳压电源的寿命由电解电容器决定
3．4 输入滤波电容的实用设计方法
3．5 高频变压器的最佳设计
3．6 变压器设计实例
3．6．1 设计实例1（正向激励电路）
3．6．2 设计实例2（桥式电路）
3．7 带磁芯电感的最佳设计方法
3．8 扼流圈的设计实例
【专栏】用户得不到好处的高频化是没有意义的

第4章 脉宽调制电路与保护电路
4．1 脉宽调制电路与集成控制器
4．2 控制用辅助电源与启动电路
4．3 过电流与过电压保护电路
4．4 最新集成控制器的发展趋势与关键问题

第5章 开关稳压电源应用实例
5．1 三个有源元器件构成带磁放大器的直流-直流变换器
5．2 使用电流控制型磁放大器的三路输出电源
5．3 半桥脉宽调制的开关电源
【专栏】仅由电平不能判断开关电源的纹波与噪声是否良好
【专栏】电源瞬断时冲击电流防止电路完全不动作
5．4 多路输出电源实例

第6章 开关稳压电源效率的改善措施
6．1 电源效率的概念
6．2 效率提高的关键
【专栏】仅由输出电流与效率不能计算出开关电源的输入电流
【专栏】正态噪声与共模噪声的不同点
6．3 开关晶体管驱动方法对效率的改善
6．4 吸收电路的改进对效率的改善
6．5 由集电极电压与电流波形判断逆变器的工作情况
6．6 开关元件使用功率FET注意的问题

第7章 谐振变换器
7．1 谐振变换器的特征
7．2 无变压器的电压与电流谐振变换器
7．3 带变压器的桥式谐振变换器
7．4 利用变压器漏感的电流谐振变换器
7．5 增设谐振电感的正向激励电流谐振变换器
7．6 谐振电源的控制电路

第8章 仿真软件PSPICE在开关电源中的应用
8．1 计算机的电路仿真
8．2 PSPICE使用时的准备工作
8．3 开关电源中使用的元件与电路方式及关键点
8．4 CIR文卷编制的关键点
8．5 开关稳压电源中使用PSPICE时的注意事项与关键点
8．6 PSPICE在开关电源中的应用实例
【专栏】参考图的说明

附录
参考文献

前言/序言

　　本书初版的编写目的是使初学者能够轻松地掌握开关稳压电源的设计，但出乎作者意料的是初版一经出版就受到广泛读者的欢迎。与开关稳压电源有关的读者有这么多，令本人也感到吃惊。同时，作者也非常敬佩co出版株式会社明智的选题策划。
　　然而，这初版已出版了6年，其中一部分内容已经陈旧，有必要做些修改以适应现代需要。初版书出版后最重要的变化是，开关元件的FET技术迅速发展。初版书出版时，由于开关元件主要是双极型晶体管，大的半导体厂家也将其作为开关元件，投资资金制造双极型晶体管，其实这是判断上的失误。
　　作者对于FET应用，从结型功率FET的年代开始就积累了经验，在日本也最早积累了应用日立制功率MOSFET的经验，后来从事比成本重视性能的通信设备电源研发工作时，就开始致力于功率FET应用方面的实用化工作。出版本书初版是，将FET技术与利用非晶质磁芯的磁放大器的开关电源作为有力手段，在渡过OEM开关电源事业艰难期不久的事情了。
　　若开关元件使用FET，则在双极型晶体管年代的复杂驱动电路也就变得很简单，而且驱动电路的功率也降低了。因此，驱动电路的辅助电源也可以简单化，现在的开关电源几乎都朝着这个方向发展。
　　最新开关稳压电源的集成控制器也变成用于驱动FET，考虑使用这种控制器多的原因是容易得到辅助电源。另外，电流型集成控制器、谐振型专用集成控制器等也有出售，也推出了很多内置功率部分的混合式集成电路等。
　　另一个潮流的变化是谐振开关电源的登场。在本书的初版出版时，作为纯粹的谐振模式电源，在日本作为使用光缆的海底中继器的馈电电源，以NTT为中心，从20世纪70年代后期开始开发了大功率用谐振电源，这也是比较早期实用化的谐振电源，而美国等一部分厂家也使用了这种电源，但这部分内容在本书的初版中省略了。虽然遗留了几个问题，但近几年来随着高频化的推进这些问题都解决了，高频化作为减少开关损耗的最可靠方法加快了开关电源应用的进展。
　　从元件方面看，内设损坏时间或带定时器的元件性能的改善，以及铝电解电容寿命的延长，还有有机高分子电容与固态铝质电容等的推出，使得电源的寿命与高频特性均得到了大幅度改善。
　　从设计方法看，当时主要是8位计算机，现在主要是32位计算机了，这种计算机完全能胜任电路仿真工作，设计与评价方法也从根本上进行了改变。例如，若使用SPICE的典型电路仿真软件，在电子技术工作者缺乏过渡过程理论等知识的情况下，技术人员也能像在示波器上观察波形一样对电路进行评价。所不同的是关于分析时间的问题，在开关电路的设计中也可能使用到这种分析时间。对于理论计算较难的整流电路那样非线性电路也能简单仿真。修订初版时，考虑到这种现状并做了修改。本书中数学式很多，电路仿真软件对其错误也进行了纠正。
　　修订时，对第1章和第2章的基础部分基本上没有修改。但考虑到企业等教学用书，减少了数学式等一些部分的推导过程，改为初学者容易理解的内容。在第3章的具体设计中，列表给出初版中省略的整流电路的正确设计方法。关于变压器与扼流圈的设计，表面看来没有太大的改变，但增添了新型磁芯对应的设计程序，以求使用方便。
　　第7章介绍谐振变换器，其说明的方式尽量便于读者理解。第8章是对PSPICE的介绍，这种软件被限定用于开关稳压电源的场合，对介绍书中难以理解、可能忽略的内容进行了特别的说明。在开关稳压电源的过渡过程的分析中讲解了一种方法，用这种方法可求出短时间内对负载的过渡过程响应的大概值。挑战难解的计算，这在不求出实用的稳定条件下也非常有效。
　　最后，对担任本书策划与编辑的出版株式会社的渡边哲良科长深表谢意。另外，对本书编写所参考与引用资料的有关厂家和作者表示感谢。

《电力电子学：理论、设计与实践》 本书系统地阐述了现代电力电子学的基本原理，深入探讨了各种电力电子器件的特性、工作机制及其在不同电路拓扑中的应用。我们从半导体物理基础出发，逐步引入功率二极管、晶闸管、功率MOSFET、IGBT等关键器件，详细分析它们的开关特性、损耗机制和驱动要求。 在理论层面，本书重点讲解了开关功率变换器的核心理论，包括DC-DC变换器（如 Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk 等拓扑）、DC-AC逆变器（如单相、三相逆变器，PWM控制策略）以及AC-DC整流器（如有源功率因数校正电路）。我们不仅推导了这些电路的电压、电流关系，还深入分析了能量传递的原理、电感和电容在能量存储和传递中的作用，以及纹波的产生和抑制方法。 本书强调理论与实践的紧密结合。在设计部分，我们提供了详细的设计流程和方法，涵盖了器件选型、参数计算、损耗估算、热管理以及PCB布局等关键环节。针对实际应用中的挑战，如电磁兼容性（EMC）、可靠性设计和安全性考虑，本书也进行了深入的探讨，并提供了相应的解决方案和设计指南。 《电力电子学：理论、设计与实践》特别关注了功率变换器的控制技术。除了传统的电压模式控制和电流模式控制，我们还详细介绍了各种高级控制策略，如滞环控制、自适应控制、模糊逻辑控制和模型预测控制等，并分析了它们在提高系统性能、动态响应和鲁棒性方面的优势。 在应用方面，本书涵盖了广泛的电力电子应用领域，包括： 电机驱动系统： 详细介绍了永磁同步电机（PMSM）、感应电机（IM）的矢量控制原理和驱动电路设计，以及在电动汽车、工业自动化等领域的应用。 新能源发电系统： 探讨了光伏发电系统中的最大功率点跟踪（MPPT）技术、风力发电系统中的变流器设计，以及并网控制策略。 工业电源： 涵盖了工业加热、焊接电源、LED照明驱动等领域的设计要点。 航空航天与国防： 讨论了高可靠性、高密度电源设计在这些特殊应用中的挑战和解决方案。 消费电子： 介绍了高效、低成本电源在各种电子设备中的应用，以及对小型化、集成化的需求。 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的电力电子学学习平台。通过理论讲解、设计指南、仿真分析（配套提供的仿真模型和软件使用指导）以及丰富的案例研究，读者将能够掌握电力电子系统的设计、分析和优化能力，为解决实际工程问题奠定坚实的基础。无论您是初学者还是有经验的工程师，本书都将是您在电力电子领域探索和创新的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“开关稳压电源的设计与应用”就足以吸引我。作为一名在工业自动化领域工作的工程师，开关稳压电源是我经常打交道的电子设备。在设计和维护生产线上的各种自动化设备时，可靠稳定的电源供应至关重要。这本书为我提供了一个非常全面的视角。它不仅仅停留在理论层面，更深入地探讨了实际应用中的各种挑战和解决方案。我发现书中关于不同应用场景下电源设计考量的部分尤其实用，比如在对可靠性要求极高的工业控制系统中，如何设计具有冗余备份功能的电源；在对效率要求苛刻的节能设备中，如何优化电路设计以达到更高的效率。书中对各种保护电路的设计，如过压保护、过流保护、过温保护等，也进行了详细的讲解，这对于确保设备的安全运行至关重要。此外，书中关于电源的测试和调试方法，也为我提供了宝贵的指导。很多时候，实际调试比理论设计更具挑战性，而书中提供的系统化的调试流程和常见故障的排除方法，能够极大地提高我的工作效率。这本书就像一个经验丰富的导师，指导我在复杂的工业电源设计领域不断进步。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上，简洁的文字“开关稳压电源的设计与应用”透露出一种专业而又实用的信息。我是一名在通信设备行业工作的工程师，电源的设计是我的日常工作内容之一。在实际工作中，我们常常需要设计各种不同功率等级、不同性能需求的开关稳压电源，以满足产品的复杂需求。这本书，可以说是我工作中的一本得力助手。它不仅仅是理论的堆砌，更包含了丰富的工程实践经验。书中对各种主流的开关电源拓扑，如反激、正激、LLC、全桥等，都进行了深入的探讨，并详细分析了它们在不同应用场景下的优缺点。我特别欣赏书中关于变压器设计和磁芯选择的部分，这对于保证电源的效率和功率密度至关重要。作者用清晰的数学公式和实际设计案例，指导读者如何准确计算变压器的参数，以及如何选择合适的磁芯材料。此外，书中关于EMI/EMC（电磁干扰/电磁兼容性）的设计方法和测试技巧，也为我们在产品设计中规避潜在的合规风险提供了有力的支持。读完这本书，我感觉自己对开关稳压电源的理解更加系统和深入，在今后的设计工作中，能够更有条理、更高效地解决问题。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开《开关稳压电源的设计与应用》这本书时，我首先被它清晰的结构和条理化的内容所吸引。书名虽然直白，但其内容却远超我的想象。我是一名电子产品开发初学者，一直对电源技术充满好奇，但总觉得它是一个比较复杂的领域。这本书就像为我量身定制的入门指南。它从开关稳压电源的基本概念讲起，逐步深入到各种电路拓扑的原理分析。我特别喜欢书中对各种基本单元电路的讲解，比如MOSFET的开关特性、二极管的整流作用、电感的储能特性等，这些基础知识的讲解非常到位，让我能够打下坚实的基础。书中还配有很多生动的插图和图表，将抽象的电路原理变得直观易懂。我尝试着按照书中的步骤，自己画一些简单的电路图，并对照书中的解释来理解。这种实践与理论相结合的学习方式，让我的学习效果事半功倍。此外，书中关于元器件的选用和PCB布局的指导，也对我的实际操作非常有帮助，避免了我在DIY过程中可能遇到的许多问题。总而言之，这本书为我打开了开关稳压电源的大门，让我能够以更自信、更有效的方式进行电子学习和实践。

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这本书给我留下的第一印象，便是它那严谨而不失逻辑性的学术风格。封面设计虽朴素，却透着一股不容置疑的专业气息，仿佛是在向读者宣告它所承载的知识深度。作为一名长期在研发一线摸爬滚打的工程师，我深知，一本好的技术书籍，不仅要能讲解原理，更要能指导实践。而《开关稳压电源的设计与应用》恰恰做到了这一点。书中对于各种开关电源拓扑，如Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk等，都进行了深入浅出的剖析，从基本的电路结构到工作模式，再到功率变换的数学模型，层层递进，丝丝入扣。我特别关注了书中关于环路补偿的部分，这往往是设计中一个关键且容易出错的环节。作者以清晰的逻辑和丰富的图例，阐述了不同补偿技术的原理和应用，并给出了具体的计算方法和设计指导。这一点对于我这样需要解决实际问题的人来说，无疑是雪中送炭。此外，书中关于EMI（电磁干扰）的章节也做得相当出色，对于如何在设计阶段就有效地抑制EMI，作者提供了许多实用的技巧和注意事项，这在产品化过程中至关重要。整本书读下来，我感觉自己对开关稳压电源的理解，从“知其然”上升到了“知其所以然”的境界，对如何设计出高性能、高可靠性的开关电源有了更清晰的规划和更坚定的信心。

评分☆☆☆☆☆

当我在书架上看到《开关稳压电源的设计与应用》时，我被它厚重的书脊所吸引，隐约觉得它蕴藏着丰富的知识宝库。我是一名业余电子爱好者，虽然没有接受过系统的专业训练，但对DIY各种电子设备充满热情。开关稳压电源以其高效率和体积小的优势，在我的许多项目中都扮演着不可或缺的角色。然而，在实际搭建过程中，我常常会遇到各种各样的问题，比如纹波过大、效率不理想、器件发热严重等。这本书正好解决了我这些痛点。它用通俗易懂的语言，讲解了开关稳压电源的基本工作原理，并详细介绍了各种常用的拓扑结构，比如降压、升压、升降压等。令我印象深刻的是，书中还配有大量的电路图和实验数据，这让我能够更直观地理解理论知识，并将它们应用到我的实际操作中。我尤其喜欢书中关于元器件选择的章节，详细介绍了电感、电容、MOSFET等关键元器件的选型指南，以及它们对电源性能的影响。这对于我这样的爱好者来说，避免了走弯路，能够更准确地选择合适的元器件，从而提高DIY项目的成功率。总而言之，这本书就像一位循循善诱的老师，用生动形象的方式，为我打开了开关稳压电源的大门，让我能够更自信地进行电子DIY。

评分☆☆☆☆☆

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这本书的封面设计非常专业，书名“开关稳压电源的设计与应用”简洁明了，让我一眼就觉得它是一本值得深入研究的技术书籍。我是一名在电源模块研发部门工作的工程师，日常工作中需要接触大量的开关稳压电源的设计和优化工作。这本书的内容非常丰富，覆盖了从基础理论到前沿技术的方方面面。我特别关注了书中关于不同控制策略的章节，如电压模式控制、电流模式控制、以及先进的数字控制技术，这些对于提升电源的动态响应性能和稳定性至关重要。作者在书中对这些控制策略的原理、优缺点以及实际应用中的注意事项进行了详细的分析。另外，书中对瞬态响应和纹波抑制等关键性能指标的优化方法，也提供了很多实用的建议和设计技巧。我发现书中还涉及了一些关于电源可靠性设计的内容，这对于保障产品的长期稳定运行非常重要。阅读这本书，我感觉自己对开关稳压电源的理解上升到了一个新的高度，能够更深入地洞察其内在的运行机制，并为产品的设计优化提供更有效的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《开关稳压电源的设计与应用》这本书时，就被它厚实的质感和严谨的书名所吸引。作为一名在新能源汽车领域工作的工程师，我对高效、紧凑的电源系统有着迫切的需求。开关稳压电源正是实现这一目标的关键技术之一。这本书为我提供了一个非常全面的知识体系。书中对各种主流的开关拓扑，如DC-DC变换器（Buck, Boost, Buck-Boost）、AC-DC变换器（PFC, Flyback, Forward）等，都进行了深入的讲解。我尤其关注了书中关于功率器件选型和栅极驱动设计的章节，这对于提高电源的效率和可靠性至关重要。书中提供的详细计算方法和实际案例，帮助我能够更准确地选择合适的功率MOSFET或IGBT，并设计出优化的栅极驱动电路。此外，书中关于热管理的章节也给我留下了深刻的印象，如何有效地散热，保证器件在高温环境下的稳定工作，是电动汽车电源设计中的一个重要挑战。这本书就像一位经验丰富的老师，为我指明了在复杂的新能源汽车电源设计道路上前进的方向。

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评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，书名“开关稳压电源的设计与应用”几个大字稳稳地摆放在中央，传递出一种专业而又扎实的感觉。我拿到这本书的时候，就被它沉甸甸的质感所吸引，仿佛里面蕴含着无数精密的电路图和深邃的技术原理。我是一名电子工程专业的学生，对电源技术一直有着浓厚的兴趣，尤其是在这个日益追求高效节能的时代，开关稳压电源更是扮演着举足轻重的角色。我一直在寻找一本能够系统性地梳理开关稳压电源设计脉络、并深入讲解实际应用的书籍，而这本《开关稳压电源的设计与应用》无疑满足了我长久以来的期待。它的排版清晰，章节划分合理，从最基础的原理介绍，到各种拓扑结构的详细分析，再到实际元器件的选择和PCB布局的注意事项，都做了详尽的阐述。我尤其欣赏书中对不同应用场景下的电源设计考量，例如在消费电子、工业控制、医疗设备等领域，对电源的可靠性、效率、电磁兼容性等方面都有着严苛的要求，书中通过大量的案例分析，为读者提供了一个清晰的设计思路和方法论。阅读过程中，我时常停下来，对照着书中的图示和公式，尝试在脑海中构建电路模型，理解能量转换的每一个环节。这种循序渐进的学习方式，让我觉得受益匪浅。总而言之，这本书就像一位经验丰富的工程师，耐心地引导我一步步走进开关稳压电源的奥秘，让我对这个领域有了更深刻的认识和更全面的把握。