具體描述
編輯推薦
適讀人群 ：從事電力電子或數字控製的相關研究和應用的工程技術人員，高等院校相關專業學生 《高頻開關變換器的數字控製》一書聚焦於高頻開關變換器的分析、建模和數字控製環路設計。本書圍繞功率變換器展開敘述，旨在讓讀者理解功率變換器，分析功率變換器，能對功率變換器進行建模，並進行設計及實現數字環路控製。本書覆蓋瞭係統級傳遞函數至實際工程實現的全過程。本書提供瞭理論和實際例程。後續部分還廣泛采用瞭Matlab仿真並提供仿真例程。
本書的特點如下：
1)功率變換器的數字控製理論；
2)Verilog和VHDL代碼；
3)數字補償器設計實例。
《高頻開關變換器的數字控製》全麵覆蓋瞭數字控製的理論和實際設計，並且關注瞭基礎和前沿熱點問題。
內容簡介
《高頻開關變換器的數字控製》全麵地介紹瞭開關功率變換器的數字控製。 第1章簡介瞭開關變換器連續時間域經典的平均狀態建模方法。第2章介紹瞭數字控製的基本結構。第3章介紹瞭開關變換器離散域直接建模的方法並得到z域的小信號動態模型。在此基礎上，第4章介紹瞭如何直接設計數字補償器。第5章介紹瞭模/數(A/D)轉換器的幅度量化誤差和數字脈衝寬度調製器（DPWM）。第6章介紹瞭數字補償器的實現。後,第7章介紹瞭整定技術。
《高頻開關變換器的數字控製》可為從事電力電子或數字控製的相關研究和應用的工程技術人員提供參考，也可作為高等院校相關專業學生的研究生教材使用。
作者簡介
Luca Corradini博士，意大利帕多瓦大學電氣工程副教授。Corradini博士作為閤著者發錶瞭超過50篇的期刊和會議論文。
Dragan Maksimovi?博士，美國科羅拉多大學波爾得分校Charles V. Schelke講席教授，科羅拉多電力電子研究中心（CoPEC）主任。
Paolo Mattavelli博士，意大利帕多瓦大學電氣工程教授。Mattavelli博士的主要研究領域為功率變換器的分析、建模和控製。
Regan Zane博士，美國猶他州立大學電氣與計算機工程教授。Zane博士因在節能照明係統方麵所做的工作於2004年獲得美國國傢科學基金會職業成就奬（NSF Career Award）。
目錄
譯者序
原書前言
導論1
第1章DC-DC變換器的連續平均建模9
1.1PWM變換器9
1.2變換器的穩態11
1.2.1升壓變換器舉例12
1.2.2開關紋波估計13
1.2.3基本變換器的電壓轉換比14
1.3變換器的動態和控製15
1.3.1變換器的平均和綫性化16
1.3.2脈衝寬度調製器的建模18
1.3.3係統環路增益19
1.3.4基本變換器的平均小信號建模20
1.4狀態空間平均法21
1.4.1變換器的靜態工作點21
1.4.2平均小信號狀態方程模型22
1.4.3升壓變換器舉例23
1.5設計實例24
1.5.1電壓模式控製的同步降壓變換器25
1.5.2平均電流模式控製的升壓變換器32
1.6占空比d［k］和d(t)36
1.7要點總結37
第2章數字控製環路38
2.1實例學習：電壓模式的數字控製38
2.2A/D轉換39
2.2.1抽樣速率39
2.2.2幅值量化42
2.3A/D轉換數字補償器43
2.4數字PWM（DPWM）46
2.5環路中的延遲48
2.5.1控製延遲48
2.5.2調製延遲49
2.5.3整個環路延遲51
2.6數字控製設計中使用平均模型52
2.6.1平均模型的局限性52
2.6.2數字控製的變換器的平均模型54
2.7要點總結57
第3章離散時間建模58
3.1離散時間小信號建模58
3.1.1入門實例：開關電感60
3.1.2一般情況63
3.1.3用於PWM的基本類型的離散時間模型64
3.2離散時間模型實例66
3.2.1同步降壓變換器66
3.2.2升壓變換器72
3.3時不變拓撲的離散時間建模76
3.3.1離散時間建模的等價性78
3.3.2與修正Z變換的關係80
3.3.3Tu(z)的計算80
3.3.4降壓變換器實例83
3.4基本Matlab的變換器的離散時間建模83
3.5要點總結87
第4章數字控製88
4.1係統級補償器的設計88
4.1.1采用雙綫性變換法直接設計89
4.1.2在z域和p域的數字PID補償器91
4.2設計例程94
4.2.1電壓控製模式時同步降壓變換器的數字控製94
4.2.2電流控製模式時升壓變換器的數字控製100
4.2.3多環控製模式時同步降壓變換器的數字控製102
4.2.4升壓功率因數校正器105
4.3變換器的其他傳遞函數117
4.4驅動器飽和與積分抗飽和措施120
4.5要點總結124
第5章幅值量化126
5.1係統量化126
5.1.1A/D轉換器127
5.1.2DPWM量化128
5.2穩態時的解129
5.3無極限環的條件131
5.3.1DPWM與A/D分辨率132
5.3.2積分增益134
5.3.3動態量化效應136
5.4DPWM和A/D轉換器實現技術137
5.4.1DPWM硬件實現技術137
5.4.2通過Σ-Δ調製有效改進DPWM的分辨率141
5.4.3A/D轉換器142
5.5要點總結143
第6章補償器的實現144
6.1PID補償器的實現146
6.2係數的縮放和量化148
6.2.1係數的縮放149
6.2.2係數的量化151
6.3電壓控製模式實例：係數量化153
6.3.1並聯結構154
6.3.2直接結構156
6.3.3級聯結構157
6.4定點控製器的實現161
6.4.1有效的動態範圍和硬件的動態範圍162
6.4.2信號的上限和L1範數163
6.5電壓控製模式實例：定點實現164
6.5.1並聯實現166
6.5.2直接實現169
6.5.3級聯實現171
6.5.4綫性係統和量化後的係統響應對比174
6.6控製器的HDL實現175
6.6.1VHDL實例175
6.6.2Verilog實例178
6.7要點總結179
第7章數字控製的自整定180
7.1自整定技術簡介180
7.2可編程的PID結構181
7.3通過注入數字擾動信號實現自整定184
7.3.1工作原理185
7.3.2PD自整定的實現188
7.3.3仿真實例190
7.3.4PD自整定環路的小信號分析192
7.4基於繼電器反饋的數字自整定197
7.4.1工作原理198
7.4.2數字式繼電器反饋的實現199
7.4.3仿真實例202
7.5實現問題203
7.6要點總結204
附錄205
附錄A離散時間綫性係統和Z變換205
A.1差分方程205
A.1.1強迫響應206
A.1.2自由響應207
A.1.3脈衝響應和係統的模208
A.1.4模的漸進特性209
A.1.5更多實例209
A.2Z變換210
A.2.1定義210
A.2.2性質210
A.3傳遞函數212
A.3.1穩定性212
A.3.2頻率響應212
A.4狀態空間錶達式213
附錄B定點算法和HDL編碼214
B.1截斷操作和截斷誤差214
B.2浮點和定點算術係統215
B.3二進製補碼（B2C）的定點錶示216
B.4信號錶示218
B.5B2C數的操作以及HDL實例219
B.5.1符號擴展219
B.5.2對齊220
B.5.3符號取反221
B.5.4LSB和MSB截斷222
B.5.5加法和減法223
B.5.6乘法225
B.5.7溢齣檢測和飽和運算225
附錄C規則采樣脈衝寬度調製器的小信號相位滯後230
C.1後沿調製器231
C.2前沿調製器234
C.3對稱調製器234
參考文獻236
前言/序言
原書前言
在連續時域分析、開關變換器的平均模型和模擬控製理論等框架內，人們已經建立電力電子學基礎［1-5］。然而，電力電子變換器的控製和管理功能逐步趨於數字化實現，使其基礎研究領域延伸至離散時間建模域和數字控製技術。動態係統的數字控製的教科書和課程通常介紹瞭基礎知識，但並未提供深入理解和涉及基於數字控製功率變換器的特殊知識。本書試圖填補這一空白，將係統而嚴謹地介紹基於數字控製的高頻開關變換器的基礎知識。《高頻開關變換器的數字控製》的目標是使讀者能夠理解、分析、建模、設計功率變換器的數字控製環。其內容涵蓋瞭從係統級傳遞函數到采用主流硬件描述語言（HDL）如VHDL或者Verilog的實際設計。
《高頻開關變換器的數字控製》可作為主修電力電子課程的電氣工程研究生的教科書或者作為研究數字控製的功率變換器的工程師和研究人員的參考書。《高頻開關變換器的數字控製》假定讀者已經熟悉電力電子的基本規律以及連續時間域建模方法和控製技術。熟悉采樣係統和離散時間係統的分析有助於理解本書，但這些知識點不是必需的。本書的開始部分會對這些重要的概念進行介紹，此外附錄A也總結瞭離散時間係統的基礎知識點。對於一些更加復雜的研究背景，讀者可參考一些教科書，例如參考文獻[7，8]。
《高頻開關變換器的數字控製》結構如下：導論概述瞭數字控製的高頻開關變換器，闡述瞭研究熱點背後的動機，小結瞭當前關於該領域分析、建模、控製和實現的現狀，總結瞭目前數字控製器的優點（友好的係統能量管理接口，控製功能可編程實現，動態響應和效率的提升，實用的自整定技術）。
第1章迴顧瞭開關變換器連續時間域平均狀態建模方法。許多專業圖書都介紹瞭平均小信號建模方法，這部分內容並不是簡單的重復，而是意在重點介紹平均小信號建模方法背後的建模方法和假設條件。瞭解平均建模方法的原理和約束條件有助於理解對數字控製的功率變換器建模時需要不同的建模方法。
第2章介紹瞭數字控製的變換器中的關鍵器件，這使得讀者無須關注建模的細節就能快速瞭解模擬控製和數字控製的區彆。本章結尾討論瞭采用連續時間域平均模型設計數字環路的方法，在實際工程中常采用這種方法，但是這種方法是一種近似方法，僅考慮瞭采樣影響和數字控製延遲。
第3章介紹離散域建模的方法，將數字控製的變換器視為一個數據采樣係統，推導z域而不是s域下的小信號動態模型。此外，本章討論瞭一些建模實例，以便建立離散時域建模的理論框架。本章進一步建立瞭連續時間建模與離散建模之間的變換關係。這個變換關係與拓撲結構無關。介紹瞭一個簡單直接嚮前離散化公式，將變換器的平均小信號模型轉化為精確的離散時間域模型。
第4章在第3章提齣的離散時間域模型基礎上分析瞭如何直接設計數字補償器。有關文獻介紹瞭很多設計方法，本書重點介紹瞭雙綫性變換法。這種方法的最大的優點是整個設計過程類似連續時間域的設計過程，數字控製的變換器以及數字補償器都可假設為連續時間域係統，所以直接數字化的設計可利用模擬控製時頻域下的設計指標。本章還提到電壓模式、電流模式、多環控製的DC-DC變換器以及功率因數校正(PFC)整流器中標準的數字比例積分(PI)補償器和比例積分微分(PID)補償器的設計。
第5章介紹瞭模-數(A/D)轉換器的幅度量化誤差和數字脈寬調製（DPWM）。數字控製的DC-DC變換器是閉環係統，且存在直流工作點。本章開始部分闡述瞭該係統中的極限環振蕩齣現的原因。其次，為避免這種現象的發生，提齣瞭無極限環振蕩的條件並給齣基本的設計指導建議。本章最後簡要概述瞭DPWM和A/D的結構以及如何實現相關平衡。
第6章介紹瞭如何實現數字補償器。首先要考慮補償器係數的縮放和量化，確定環路幅值增益的誤差和穿越頻率處的相位誤差。其次論述瞭如何在定點運算環境下實現控製規律，並且提齣在控製結構中確定不同信號的字長的方法。考慮到本書重點在於數字控製在高頻開關變換器中的應用，本章重點介紹瞭控製規律的實現過程，並附有VHDL或Verilog硬件語言例程。本書同樣也關注在軟件中、在微處理器上如何實現這些控製規律。
數字控製的優點在於可自整定，這既有潛力又有挑戰。由於這個問題的重要性，故第7章總結瞭高頻開關變換器的數字自整定技術。在簡單討論瞭數字自整定的基礎後，詳細提齣瞭兩種自整定技術：注入式和繼電器式。
《高頻開關變換器的數字控製》的目的旨在重點強調數字控製係統設計中的基本理論問題和實際應用技術之間的區彆，以便消除離散建模或數字控製理論難以理解和實際應用十分睏難的睏惑。基於這一想法，本書在理論推導的同時給齣瞭Matlab說明實例。在大多數情況下，幾條Matlab命令就能直接完成係統級補償器的設計，並將結果快速地轉化為HDL代碼和實施步驟。此外，設計案例貫穿於全書，並在Matlab環境中得到仿真驗證。
用戶評價
《高頻開關變換器的數字控製》這本書，就像一位經驗豐富的嚮導，帶領我走進瞭數字控製的奇妙世界。作為一名在電力電子領域工作多年的工程師，我深知精確、高效的控製對於開關變換器的重要性。這本書，恰恰給瞭我一套完整的數字控製解決方案。 我特彆贊賞書中關於“數字控製器件的硬件接口設計”的講解。數字控製器的選擇固然重要，但如何將其與開關變換器的功率級進行有效的連接，則是實現良好控製的關鍵。作者在這部分內容上，詳細介紹瞭ADC、PWM、GPIO、SPI、I2C等數字接口的使用方法，並結閤具體的開關變換器拓撲，給齣瞭詳細的硬件接口設計指南。例如，在設計一個高頻DC-DC變換器時，他會詳細講解如何將ADC的時鍾與PWM的時鍾進行同步，如何選擇閤適的GPIO來驅動功率開關，以及如何利用SPI或I2C接口與外圍設備進行通信。 另一大亮點是書中對“數字補償器的在綫調整與自適應控製”的探討。傳統的數字補償器設計，一旦參數確定，就難以進行動態調整。這本書則介紹瞭如何利用數字控製器實現補償參數的在綫調整，甚至是可以根據運行環境的變化，實現自適應控製。例如，作者在這本書中，詳細講解瞭如何利用最小二乘法等算法，來實時辨識變換器的模型參數，並根據辨識結果，動態調整補償器的增益和極點，以保持最優的控製性能。 讓我印象深刻的是，書中還涉及瞭“數字控製下的軟開關技術優化”。軟開關技術是提高高頻開關變換器效率的關鍵，而數字控製為實現更精確、更靈活的軟開關控製提供瞭可能。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製器來精確地檢測開關管的電壓和電流過零點，從而實現零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）。他還探討瞭如何利用數字控製來動態調整死區時間，以優化軟開關的效果，並減少相關的損耗。 在“高頻開關變換器的EMI抑製”方麵，這本書也給齣瞭非常有價值的建議。電磁乾擾（EMI）是高頻開關變換器設計中一個棘手的問題。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製來優化PWM的開關時序，以減少EMI的産生。他還探討瞭如何利用數字濾波器來抑製反饋信號中的高頻噪聲，以及如何通過軟件算法來降低開關過程中産生的電磁輻射。 此外，書中對“數字控製在功率因數校正（PFC）電路中的應用”也進行瞭深入的介紹。功率因數校正是現代電源設計的重要指標。作者在這本書中，詳細講解瞭如何利用數字控製器來實現升壓型PFC電路的恒流控製，如何精確地跟蹤輸入電流的基波分量，以及如何實現高功率因數。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》是一本集理論、實踐、前沿技術於一體的優秀著作。它不僅為我提供瞭豐富的理論知識，更給我帶來瞭許多解決實際工程問題的思路和方法。我將這本書視為我個人技術提升的良師益友，並強烈推薦給我的同行們。
評分《高頻開關變換器的數字控製》這本書，簡直就是我近期的“案頭寶典”。作為一名對電力電子技術充滿熱情的研究生，我一直在尋找一本能夠清晰、係統地梳理高頻開關變換器數字控製理論與實踐的書籍。這本書，以其詳實的論述和深刻的見解，完全滿足瞭我的需求。 我特彆欣賞書中對“數字控製器件的選型與評估”所進行的細緻分析。作者沒有停留在簡單的參數對比，而是深入分析瞭不同類型數字控製器（如DSP、FPGA、高性能MCU）在處理能力、存儲資源、外設接口、功耗、成本以及開發生態係統等方麵的優劣。更讓我受益匪淺的是，書中提供瞭一個基於應用場景的決策流程，幫助讀者如何根據具體的項目需求，在眾多控製器中做齣最明智的選擇。例如，在討論通信電源設計時，他會重點分析DSP在高速運算和實時控製方麵的優勢；而在考慮物聯網設備電源時，則會側重於低功耗MCU的應用。 另一大亮點是書中對“數字PWM生成技術及其精度優化”的深入講解。PWM信號的質量直接影響到開關變換器的效率和輸齣性能。作者在這部分內容上，不僅詳細介紹瞭主流數字控製器內置PWM模塊的工作原理，更著重分析瞭如何通過軟件層麵的優化來提高PWM信號的精度。這包括如何實現高分辨率的占空比控製，如何精確控製死區時間以避免直通，以及如何利用三角波或鋸齒波發生器來優化PWM波形。他還探討瞭如何通過抖動（Jitter）技術來降低EMI輻射，這對於高頻設計的工程師來說，是極其寶貴的信息。 讓我印象深刻的是，書中還涉及瞭“數字控製下的電壓和電流采樣技術及其誤差分析”。在數字控製係統中，準確可靠的反饋信號是實現精確控製的基礎。作者在這本書中，詳細介紹瞭各種電壓和電流采樣方法，如電阻分壓、電流互變壓器、霍爾傳感器等，並深入分析瞭采樣過程中的誤差來源，包括ADC的量化誤差、采樣時機的選擇、以及濾波器對信號的影響。他還給齣瞭如何通過優化采樣策略和數字濾波算法來最小化誤差，從而提高控製精度。 在“數字補償器設計與實現”方麵，這本書提供瞭非常詳盡的指導。作者從數字控製係統的基本原理齣發，清晰地推導瞭連續時間域補償器如何離散化，並詳細介紹瞭各種離散化方法的優缺點。更重要的是，他還結閤實際的開關變換器模型，演示瞭如何利用MATLAB/Simulink等工具進行數字補償器的設計和仿真，以及如何將設計好的補償器參數移植到數字控製器中。 此外，書中對“數字控製在特殊應用場景下的挑戰與解決方案”也進行瞭深入的探討。例如，在低功耗應用中，如何實現數字控製器的休眠和喚醒策略；在強乾擾環境下，如何利用數字濾波和抗混疊技術來保證控製的穩定性；以及在極端溫度條件下，如何確保數字控製器的可靠運行。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》是一本內容詳實、講解透徹、極具實用價值的書籍。它不僅為我提供瞭紮實的理論基礎，更給我帶來瞭許多解決實際工程問題的思路和方法。我將這本書視為我個人技術提升的良師益友，並強烈推薦給我的同行們。
評分《高頻開關變換器的數字控製》這本書，確實是一部令人印象深刻的著作。在我拿到它之前，對於數字控製在開關變換器中的應用，我總覺得有些零散的概念。但這本書將這一切都串聯瞭起來，並且深入到瞭細節之中。 我尤其欣賞書中對於“采樣與量化”這一基礎環節的細緻講解。在數字控製係統中，ADC（模數轉換器）的性能直接關係到整個係統的控製精度。作者在這部分內容上，不僅介紹瞭不同類型ADC的工作原理，比如SAR、Delta-Sigma等，更深入地分析瞭采樣率、分辨率、量化誤差以及混疊失真等問題。他還結閤開關變換器的實際模型，給齣瞭如何選擇閤適的ADC，以及如何通過采樣算法來最小化量化誤差，從而提高控製的精度和穩定性。這一點對於我這種非常注重細節的工程師來說，是非常寶貴的。 書中對“數字補償器設計”的講解也十分清晰。傳統的模擬補償器設計，我們習慣於使用伯德圖和根軌跡圖。這本書則將這些概念延伸到瞭數字域。作者詳細介紹瞭如何根據數字控製器的離散化模型，設計齣數字化的PID補償器，以及如何利用數字工具來分析補償器的頻率響應和穩定性。他甚至還探討瞭如何利用數字控製實現更靈活的補償策略，比如如何根據負載變化動態調整補償參數，以獲得更好的瞬態響應和穩態精度。 讓我感到驚喜的是，書中還涉及瞭“數字電源監控與診斷”的部分。在現代化的電力電子係統中，對電源的實時監控和故障診斷能力越來越重要。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製器來采集電源的運行參數，比如電壓、電流、溫度、功率等，並將其上傳到監控係統。他還探討瞭如何通過軟件算法來檢測電源的異常狀態，比如短路、過載、開路等，並及時發齣警報或進行相應的保護。 在“高頻開關變換器的拓撲結構”方麵，這本書也給齣瞭非常全麵的介紹，並且重點強調瞭數字控製如何在這種拓撲結構下發揮優勢。例如，在介紹LLC諧振變換器時，作者詳細講解瞭如何利用數字控製來精確地跟蹤諧振頻率，如何實現軟開關，以及如何優化功率傳輸。他還探討瞭如何利用數字控製來剋服傳統模擬控製在處理LLC變換器復雜動態特性方麵的睏難。 書中對“高頻開關變換器的效率優化”的探討也讓我深受啓發。作者在這本書中，列舉瞭多種通過數字控製手段來提升效率的方法。比如，如何利用數字控製來實現更精準的零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS），如何通過動態調整開關頻率來優化不同負載下的效率，以及如何利用數字控製器來監測和管理變換器的損耗。 此外，書中對“數字控製在新能源並網逆變器中的應用”也進行瞭深入的介紹。隨著新能源技術的飛速發展，並網逆變器在電力電子領域扮演著越來越重要的角色。作者在這本書中，詳細講解瞭如何利用數字控製來實現並網逆變器與電網的同步，如何控製輸齣電流的幅度和相位，以及如何實現並網逆變器的最大功率點跟蹤（MPPT）。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》這本書，是電力電子領域的一本不可多得的寶藏。它內容詳實，講解透徹，並且緊跟行業發展趨勢。我將這本書視為我個人技術提升的良師益友，並強烈推薦給我的同行們。
評分拿到《高頻開關變換器的數字控製》這本書，我的第一感覺就是“有料”。這本書的厚度就足以說明作者在其中傾注瞭大量的心血。翻開目錄，看到那些關於數字采樣、數字補償、高級控製算法的章節，我就知道這不是一本泛泛而談的書，而是真正要深入到核心技術去的。 我尤其關注瞭書中關於數字控製環路設計的部分。以往我更多的是在模擬控製領域進行環路補償，對於數字補償的設計，總覺得有些抽象。但這本書用非常形象的比喻和詳細的推導，將數字補償的設計過程展現在我麵前。例如，作者在解釋如何將連續時間域的補償器離散化時，並沒有直接給齣公式，而是從數字采樣和量化的角度，一步步地引導讀者理解其中的數學原理。他還詳細對比瞭零極點匹配法、雙綫性變換法等不同的離散化方法，並分析瞭它們在精度和穩定性上的差異，這讓我對數字補償的設計有瞭更深刻的理解。 書中對各種數字控製器的特性分析也十分到位。作者詳細介紹瞭DSP、FPGA以及高性能MCU等不同類型數字控製器的優缺點，並結閤實際應用場景，給齣瞭如何選擇閤適控製器的建議。例如，在設計對響應速度要求極高的伺服驅動電源時，他推薦使用具有高速ADC和DSP核心的控製器，並給齣瞭具體的配置方案。這對於我這種需要在眾多控製器中做齣選擇的工程師來說，簡直是雪中送炭。 另外，書中對數字控製在軟開關技術中的應用進行瞭深入的探討。高頻開關變換器的損耗很大一部分來自於開關過程中的硬開關損耗，而軟開關技術（如ZVS和ZCS）能夠有效地降低這些損耗。作者在這本書中，詳細講解瞭如何利用數字控製來實現精確的軟開關觸發，以及如何根據變換器的負載變化動態調整開關時序，以實現最優的軟開關效果。他甚至還涉及瞭一些高級的控製策略，比如如何利用數字控製實現更寬範圍的ZVS/ZCS，這對於提高變換器的整體效率具有重要意義。 書中也涵蓋瞭數字控製在電源保護方麵的設計。傳統的電源保護大多依賴於模擬電路，而數字控製則提供瞭更靈活、更智能的保護方案。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用ADC采集電壓、電流等參數，並通過軟件算法實現過壓、過流、欠壓、過溫等多種保護功能。他還探討瞭如何利用數字控製實現動態響應的保護，以及如何根據不同的故障類型，采取不同的保護措施，從而最大程度地保護電路和負載。 讓我印象深刻的是，書中對於諧振變換器的數字控製也進行瞭深入的介紹。諧振變換器在效率和功率密度方麵具有優勢，但其控製復雜度也相對較高。作者在這本書中，詳細闡述瞭如何利用數字控製來精確地跟蹤諧振頻率，以及如何實現諧振變換器的軟啓動和軟關斷。他還探討瞭如何利用數字控製來優化諧振變換器的功率傳輸特性，這對於追求高效率和高功率密度的應用場景非常關鍵。 這本書的內容讓我受益匪淺。我過去在實踐中遇到的一些瓶頸，在這本書的幫助下，似乎都有瞭豁然開朗的感覺。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一本充滿瞭智慧和經驗的指南。我強烈推薦給任何對高頻開關變換器的數字控製感興趣的同行。
評分《高頻開關變換器的數字控製》這本書，如同一股清流，為我這個長期浸淫在模擬控製世界的工程師帶來瞭新的視角和無限的可能。一直以來，開關變換器的控製核心多是模擬芯片，雖然穩定可靠，但在應對日益復雜的應用場景和智能化需求時，總覺得有些力不從心。這本書的齣現，讓我看到瞭數字控製的強大潛力和無限前景。 我特彆喜歡書中關於“數字控製器件選擇與評估”的那部分內容。作者並沒有簡單地羅列市麵上的各種微控製器，而是從應用需求齣發，詳細分析瞭不同類型控製器在處理能力、存儲空間、外設接口、功耗以及開發生態等方麵的差異。他甚至還給齣瞭一個評估框架，幫助工程師根據具體的項目需求，快速篩選齣最閤適的數字控製器。例如，對於一些對實時性要求極高的應用，他會推薦具有高性能DSP核和豐富外設的控製器；而對於一些成本敏感且對功能要求不高的應用，則可以選擇一些主流的ARM Cortex-M係列MCU。這種接地氣的分析，讓我覺得非常實用。 另一大亮點是書中對“數字PWM生成技術”的深入講解。PWM（脈衝寬度調製）是開關變換器的核心控製手段，而數字PWM的生成方式直接影響到輸齣電壓和電流的精度。作者在這部分內容上，詳細介紹瞭如何利用數字控製器內置的PWM模塊來實現高分辨率、多通道的PWM信號生成。他還探討瞭如何通過軟件算法來對PWM信號進行細緻的調整，比如如何實現死區時間的精確控製，如何進行三角波的調製，以及如何實現相移控製等。這對於提升變換器的效率和降低電磁乾擾至關重要。 書中對“數字電壓與電流反饋迴路設計”的講解也讓我受益匪淺。在數字控製係統中，電壓和電流的反饋信號需要通過ADC進行數字化。作者在這部分內容上，詳細分析瞭采樣時機、采樣方式、量化誤差對控製精度的影響，並給齣瞭如何選擇閤適的采樣策略來優化控製性能。他還探討瞭如何利用數字濾波器來抑製反饋信號中的噪聲，以及如何實現更精確的電壓和電流調節。 讓我印象深刻的是，書中還涉及瞭“數字控製下的電源保護與故障診斷”。現代電力電子設備對安全性和可靠性要求越來越高，而數字控製為實現智能化的保護提供瞭可能。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製器來實時監測電源的各種運行參數，比如電壓、電流、溫度等，並基於這些參數實現過壓、過流、欠溫、過溫等多種保護功能。他還探討瞭如何利用數字控製來進行故障診斷，並提供詳細的故障信息，這對於後續的維護和維修非常重要。 此外，書中對“數字控製在多相開關變換器中的應用”也進行瞭深入的介紹。多相開關變換器在提高功率密度和降低輸齣紋波方麵具有顯著優勢。作者在這本書中，詳細講解瞭如何利用數字控製器來實現多相之間的均流控製，如何協調各相的開關時序，以及如何實現整體的功率管理。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》是一本內容豐富、講解透徹、極具實用價值的書籍。它不僅為我提供瞭紮實的理論基礎，更給我帶來瞭許多解決實際工程問題的思路和方法。我強烈推薦給所有對開關變換器數字控製技術感興趣的工程師和學生。
評分《高頻開關變換器的數字控製》這本書，對我來說，簡直是打開瞭高頻開關變換器控製領域新世界的一扇窗。過去，我更多地是在模擬控製的框架下思考問題，雖然也能解決不少問題，但總覺得在靈活性和智能化方麵有所欠缺。這本書，則係統地展示瞭數字控製的強大力量，以及它如何在高頻開關變換器中發揮齣前所未有的優勢。 我特彆欣賞書中關於“數字補償器參數的整定與在綫調整”的章節。PID控製作為最常用的數字控製器，其參數的整定一直是一個挑戰。作者在這本書中，不僅介紹瞭傳統的整定方法，更重要的是，他詳細講解瞭如何利用模型辨識技術來獲取變換器的模型參數，並基於這些參數來計算最優的PID參數。他還探討瞭如何實現PID參數的在綫自整定，以應對變換器參數隨溫度、負載等因素的變化，從而始終保持最佳的控製性能。 另一大亮點是書中對“數字PWM生成技術及其精度優化”的深入講解。PWM信號的質量直接影響到開關變換器的效率和輸齣性能。作者在這部分內容上，不僅詳細介紹瞭主流數字控製器內置PWM模塊的工作原理，更著重分析瞭如何通過軟件層麵的優化來提高PWM信號的精度。這包括如何實現高分辨率的占空比控製，如何精確控製死區時間以避免直通，以及如何利用三角波或鋸齒波發生器來優化PWM波形。他還探討瞭如何通過抖動（Jitter）技術來降低EMI輻射，這對於高頻設計的工程師來說，是極其寶貴的信息。 讓我印象深刻的是，書中還涉及瞭“數字控製下的電壓和電流采樣技術及其誤差分析”。在數字控製係統中，準確可靠的反饋信號是實現精確控製的基礎。作者在這本書中，詳細介紹瞭各種電壓和電流采樣方法，如電阻分壓、電流互變壓器、霍爾傳感器等，並深入分析瞭采樣過程中的誤差來源，包括ADC的量化誤差、采樣時機的選擇、以及濾波器對信號的影響。他還給齣瞭如何通過優化采樣策略和數字濾波算法來最小化誤差，從而提高控製精度。 在“數字補償器設計與實現”方麵，這本書提供瞭非常詳盡的指導。作者從數字控製係統的基本原理齣發，清晰地推導瞭連續時間域補償器如何離散化，並詳細介紹瞭各種離散化方法的優缺點。更重要的是，他還結閤實際的開關變換器模型，演示瞭如何利用MATLAB/Simulink等工具進行數字補償器的設計和仿真，以及如何將設計好的補償器參數移植到數字控製器中。 此外，書中對“數字控製在特種電源設計中的應用”也進行瞭深入的介紹。例如，在醫療設備電源中，對紋波和噪聲的要求極高，數字控製如何通過先進的濾波算法來滿足這些苛刻的要求；在航空航天領域，對電源的可靠性和抗乾擾性要求極高，數字控製如何通過冗餘設計和智能故障診斷來提高係統的可靠性。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》是一本內容詳實、講解透徹、極具實用價值的書籍。它不僅為我提供瞭紮實的理論基礎，更給我帶來瞭許多解決實際工程問題的思路和方法。我將這本書視為我個人技術提升的良師益友，並強烈推薦給我的同行們。
評分《高頻開關變換器的數字控製》這本書，簡直就是為我們這些在電力電子領域摸索的工程師量身打造的。我一直覺得，雖然模擬控製技術已經非常成熟，但在麵對日新月異的電子産品對電源提齣的更高要求時，模擬控製的局限性也越來越明顯。這本書恰好抓住瞭這個痛點，係統地介紹瞭數字控製在開關變換器中的應用，而且是那種深入骨髓的講解。 我特彆喜歡書中關於“離散化”的章節。要知道，數字控製器本質上是對連續變化的物理量進行采樣、處理和輸齣。如何將我們熟悉的模擬控製算法，比如PID，成功地“翻譯”成數字世界的語言，並且不損失太多性能，這可是個技術活。作者在這部分內容上，花瞭很大的篇幅，從理論推導到實際應用，把各種離散化方法，比如前嚮歐拉法、後嚮歐拉法、雙綫性變換法等，都講得明明白白。他還深入分析瞭每種方法的優缺點，比如精度、穩定性和計算復雜度，並且結閤瞭實際的開關變換器模型，給齣瞭如何在不同場景下選擇最閤適的方法。這種理論與實踐相結閤的講解方式，讓我茅塞頓開。 另一個讓我眼前一亮的部分是關於“數字控製器件選型”。現在市麵上的微控製器、DSP、FPGA琳琅滿目，各有各的優勢。很多時候，我們都不知道該如何下手。這本書在這方麵給齣瞭非常實用的指導。作者詳細對比瞭不同類型數字控製器的核心架構、外設接口、處理能力，以及在功耗和成本上的考量。他還根據不同的應用場景，給齣瞭具體的選型建議。比如，對於一些對實時性要求不高的低功耗應用，他推薦使用小型的MCU；而對於一些需要進行復雜運算和高速數據采集的工業電源，他則建議選擇高性能的DSP或FPGA。這種接地氣的建議，大大縮短瞭我們在選型上的摸索時間。 書中對“高級數字控製算法”的介紹也讓我印象深刻。除瞭經典的PID控製，作者還介紹瞭如模糊控製、自適應控製、模型預測控製（MPC）等更先進的算法。他對這些算法的原理進行瞭清晰的闡述，並且重點講解瞭它們在開關變換器中的具體應用。例如，他詳細介紹瞭如何利用MPC來優化變換器的瞬態響應，如何實現更精確的穩態輸齣，以及如何處理參數變化和擾動。這些高級算法的介紹，讓我看到瞭數字控製在提升電源性能方麵的巨大潛力。 在實踐應用方麵，這本書也毫不含糊。作者通過大量的案例研究，展示瞭數字控製在不同類型的開關變換器中的實際應用。無論是用於通信設備的高頻DC-DC變換器，還是用於工業控製的AC-DC變換器，書中都給齣瞭詳細的設計流程和實現細節。例如，在介紹一種高效的LED驅動電源時，他詳細闡述瞭如何利用數字控製實現恒流輸齣，如何優化功率因數，以及如何實現閃爍的控製。 此外，書中對“抗乾擾和EMC設計”的探討也給瞭我很大的啓發。數字控製雖然帶來瞭靈活性，但如果設計不當，也可能引入新的電磁乾擾問題。作者在這方麵給齣瞭很多實用的建議，比如PCB布局、元器件的屏蔽、以及如何利用數字控製來抑製開關噪聲。這部分內容對於確保産品的可靠性和通過EMC認證至關重要。 總的來說，《高頻開關變換器的數字控製》是一本非常具有價值的書籍。它不僅為我提供瞭豐富的理論知識，更給我帶來瞭許多解決實際工程問題的思路和方法。我強烈推薦給所有在電力電子領域工作的工程師和研究人員。
評分這部《高頻開關變換器的數字控製》真是一本讓我大開眼界的好書！作為一名在電力電子領域摸爬滾打多年的工程師，我一直對高頻開關變換器的動態特性和控製策略深感興趣。過去，我接觸的資料大多集中在模擬控製，雖然紮實，但在應對越來越復雜的電源需求和智能化控製趨勢時，總覺得有些力不從心。這本書的齣現，無疑為我打開瞭一扇新的大門。 從整體結構來看，作者的編排非常有條理。開篇就對高頻開關變換器的基本原理進行瞭清晰的梳理，為讀者打下瞭堅實的基礎。隨後，他深入淺齣地介紹瞭數字控製在開關變換器中的應用，包括數字控製器件的選擇、采樣技術、量化誤差、以及數字PID控製算法的設計與實現。我尤其欣賞書中關於數字采樣技術部分的講解，它不僅解釋瞭為何要進行數字采樣，更細緻地剖析瞭不同采樣方法的優缺點，以及如何通過優化采樣點來提高控製精度和穩定性。這一點對於那些希望深入理解數字控製背後原理的讀者來說，至關重要。 更讓我驚喜的是，書中不僅僅停留在理論層麵，而是花瞭大量篇幅介紹實際的工程應用。作者分享瞭大量的案例研究，涵蓋瞭DC-DC變換器、AC-DC變換器等多種類型的開關變換器。他詳細講解瞭如何根據具體的應用需求，選擇閤適的數字控製器，如何設計數字控製環路，以及如何通過仿真和實驗來驗證控製器的性能。例如，在介紹一種麵嚮通信電源的高頻DC-DC變換器時，作者詳細闡述瞭如何利用DSP實現零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS），從而極大地提高瞭變換器的效率。他還探討瞭如何利用數字控製實現軟啓動、過壓保護、過流保護等功能，這些都是實際工程中必不可少的設計考慮。 此外，書中對數字控製算法的深入剖析也讓我受益匪淺。作者不僅介紹瞭經典的PID控製，還深入探討瞭更先進的控製策略，如模糊控製、自適應控製和模型預測控製（MPC）。他對每種算法的原理、優缺點以及在開關變換器中的具體應用都進行瞭詳盡的闡述。特彆是關於MPC的部分，書中給齣瞭如何建立開關變換器的數學模型，以及如何利用MPC來優化瞬態響應和穩態精度，這對於追求極緻性能的工程師來說，無疑是一份寶貴的參考。 另一大亮點是書中對不同數字控製平颱和開發工具的介紹。作者沒有局限於單一的微控製器，而是對ARM Cortex-M係列、DSP等主流平颱進行瞭橫嚮對比，並分析瞭它們在性能、功耗、外設支持等方麵的差異。他還介紹瞭如何使用MATLAB/Simulink等工具進行數字控製算法的設計和代碼生成，這極大地簡化瞭開發流程，提高瞭工程師的工作效率。對於初學者來說，這部分內容就像一個導航，能幫助他們快速找到適閤自己的開發路徑。 讓我印象深刻的還有書中關於抗乾擾和EMC設計的討論。數字控製的引入，使得高頻開關變換器的設計更加靈活，但也帶來瞭新的挑戰，尤其是在電磁兼容性方麵。作者在這方麵也進行瞭深入的探討，從PCB布局、元器件選型到濾波器設計，都給齣瞭一些非常實用的建議。他還提到瞭如何利用數字控製來抑製噪聲，例如通過抖動時鍾、優化開關時序等，這在提高産品可靠性和滿足法規要求方麵起到瞭關鍵作用。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》是一本集理論、實踐、前沿技術於一體的優秀著作。它不僅適閤那些想要係統學習數字控製技術的工程師，也適閤那些希望將數字控製應用於實際産品開發的科研人員。這本書的內容翔實，講解清晰，圖文並茂，讓我感覺像是有一位經驗豐富的導師在身邊悉心指導。它為我解決瞭很多在實際工作中遇到的難題，也激發瞭我更多的創新靈感。
評分《高頻開關變換器的數字控製》這本書，對我來說，簡直是打開瞭電力電子控製領域新世界的一扇窗。過去，我更多地是在模擬控製的框架下思考問題，雖然也能解決不少問題，但總覺得在靈活性和智能化方麵有所欠缺。這本書，則係統地展示瞭數字控製的強大力量，以及它如何在高頻開關變換器中發揮齣前所未有的優勢。 我特彆欣賞書中關於“數字控製器件的軟件架構設計”的章節。一個良好的軟件架構是實現復雜控製邏輯的關鍵。作者在這部分內容上，不僅僅是簡單地介紹一些基礎概念，而是結閤瞭實際的開關變換器控製流程，詳細闡述瞭如何構建一個模塊化、可擴展、易於維護的軟件架構。他介紹瞭如何使用實時操作係統（RTOS）來管理多個並發任務，如何進行中斷優先級管理以保證實時性，以及如何設計高效的數據采集和處理模塊。他甚至還給齣瞭一個完整的代碼框架，方便讀者藉鑒和移植。 另一大亮點是書中對“數字補償器參數的整定與在綫調整”的深入探討。PID控製作為最常用的數字控製器，其參數的整定一直是一個挑戰。作者在這本書中，不僅介紹瞭傳統的整定方法，更重要的是，他詳細講解瞭如何利用模型辨識技術來獲取變換器的模型參數，並基於這些參數來計算最優的PID參數。他還探討瞭如何實現PID參數的在綫自整定，以應對變換器參數隨溫度、負載等因素的變化，從而始終保持最佳的控製性能。 讓我印象深刻的是，書中還涉及瞭“數字控製下的多相並聯與均流技術”。在需要大功率輸齣的場閤，多相並聯開關變換器是常用的解決方案。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製器來實現多相之間的精確均流控製，以保證各相的功率分配均勻，並避免過流。他還探討瞭如何利用數字控製器來協調各相的開關時序，以降低輸齣紋波，並提高整體的效率。 在“高頻開關變換器的EMI抑製策略”方麵，這本書也給齣瞭非常有價值的指導。電磁乾擾（EMI）是高頻開關變換器設計中一個普遍存在的問題。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製來優化PWM的開關時序，以減少EMI的産生。他還探討瞭如何利用數字濾波器來抑製反饋信號中的高頻噪聲，以及如何通過軟件算法來降低開關過程中産生的電磁輻射。 此外，書中對“數字控製在特種電源設計中的應用”也進行瞭深入的介紹。例如，在醫療設備電源中，對紋波和噪聲的要求極高，數字控製如何通過先進的濾波算法來滿足這些苛刻的要求；在航空航天領域，對電源的可靠性和抗乾擾性要求極高，數字控製如何通過冗餘設計和智能故障診斷來提高係統的可靠性。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》是一本內容詳實、講解透徹、極具實用價值的書籍。它不僅為我提供瞭紮實的理論基礎，更給我帶來瞭許多解決實際工程問題的思路和方法。我將這本書視為我個人技術提升的良師益友，並強烈推薦給我的同行們。
評分《高頻開關變換器的數字控製》這本書，如同一本精心編織的錦緞，將高頻開關變換器數字控製的每一個細節都展現得淋灕盡緻。作為一名深耕電力電子領域多年的工程師，我一直期待著一本能夠係統性地解答數字控製在開關變換器中應用的權威著作，而這本書，無疑滿足瞭我的所有期待。 我尤其對書中關於“數字控製器件的軟件架構設計”的章節留下瞭深刻的印象。在實際的嵌入式開發中，一個清晰、高效的軟件架構是保證係統穩定性和可維護性的基石。作者在這部分內容上，詳細介紹瞭如何構建一個模塊化的軟件架構，包括如何劃分任務，如何進行實時操作係統（RTOS）的應用，以及如何進行中斷管理。他還結閤瞭實際的開關變換器控製流程，給齣瞭一個完整的軟件設計示例，從傳感器信號采集到PWM輸齣控製，每一個環節都清晰明瞭。 另一大亮點是書中對“數字PID控製器參數的整定方法”的深入分析。雖然PID控製是數字控製中最基本也是最常用的算法，但如何對其參數進行有效的整定，卻是一個需要經驗積纍的過程。作者在這本書中，不僅介紹瞭傳統的 Ziegler-Nichols 方法，還詳細講解瞭基於模型辨識的參數整定方法，以及如何利用遺傳算法或粒子群優化算法來搜索最優的PID參數。他還探討瞭如何實現PID參數的在綫自整定，以應對變換器參數的變化。 讓我感到驚喜的是，書中還涉及瞭“數字控製下的諧振變換器的高級控製策略”。諧振變換器由於其固有的軟開關特性，在效率方麵具有優勢，但其控製復雜度也相對較高。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製器來實現LLC、ZVS等諧振變換器的精確頻率跟蹤，如何實現最優的功率傳輸，以及如何應對負載變化帶來的影響。他還探討瞭如何利用數字控製來實現多模控製，以在不同工作區域都達到最優的效率。 在“高頻開關變換器的多目標優化”方麵，這本書也給齣瞭非常有價值的指導。在實際應用中，我們往往需要在效率、功率密度、成本、EMI等多個目標之間進行權衡。作者在這本書中，詳細介紹瞭如何利用數字控製來實現這些多目標優化。例如，他探討瞭如何通過軟件算法來動態調整開關頻率和占空比，以在不同負載下都達到最優的效率；他還介紹瞭如何利用數字控製器來監測和管理變換器的溫升，以實現更高的功率密度。 此外，書中對“數字控製在特種電源中的應用”也進行瞭深入的介紹。比如，在高功率密度、高電壓輸齣的場閤，數字控製如何發揮其精準控製的優勢；在對電源的動態響應要求極高的場閤，數字控製又如何通過快速的算法實現優異的瞬態性能。 總而言之，《高頻開關變換器的數字控製》是一本內容詳實、講解透徹、極具實用價值的書籍。它不僅為我提供瞭紮實的理論基礎，更給我帶來瞭許多解決實際工程問題的思路和方法。我將這本書視為我個人技術提升的良師益友，並強烈推薦給我的同行們。
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評分老師的書需要仔細拜讀纔能體會其中的精華。
評分這本書前幾頁連在一起，我自己割開的，
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