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凯斯比林斯 著

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店铺： 布克专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115458117

商品编码：15024239225

包装：平装-胶订

开本：16

出版时间：2017-08-01

商品参数

精通开关电源 第3版 修订版
	定价	119.00
	出版社	人民邮电出版社
	版次	3
	出版时间	2017年08月
	开本	16开
	作者	凯斯比林斯
	装帧	平装-胶订
	页数
	字数
	ISBN编码	9787115458117
	重量

内容介绍

本书是开关电源设计领域覆盖面*全的经典图书，凝聚了世界*级专家几十年的宝贵经验，**版自1988年出版以来，畅销不衰，早已成为业界标准，影响了一代电气工程师。第3版继承了前两版的特色，略去了复杂的数学推导和理论，贴近实际，面向问题，提供可以立即用于实践的设计指导。作者还融入了电源设计领域的新技术和新进展，提供了许多新的拓扑结构、新的实例，清晰地介绍了元器件选择步骤，并给出了诺模图，读者完全可以据此设计出更小、更快、 冷却效果更好的现代电源系统。新版增加了合著者Taylor Morey，包括了谐振与准谐振系统、率大容量移相调制变换器等新内容，一定会再次得到广大读者的青睐

目录

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《开关电源设计原理与实践：超越瞬变电压防护的新境界》 引言 在现代电子设备飞速发展的浪潮中，开关电源（SMPS）作为能量转换的核心，其重要性不言而喻。从小型消费电子到大型工业设备，几乎所有需要稳定、高效电能供应的场合，都离不开开关电源的身影。然而，伴随着开关电源的广泛应用，一个不容忽视的挑战也日益凸显：瞬变电压对电子设备的潜在威胁。雷击、电网波动、设备开关机时的浪涌等瞬态过电压，如同隐藏的“杀手”，可能在瞬间摧毁敏感的电子元件，导致设备故障，甚至引发更大的安全隐患。 本书正是为了应对这一挑战而生。我们并非简单地重复既有知识，而是深入探索开关电源在瞬变电压防护领域的最新进展与前沿技术。本书旨在为读者提供一套全面、系统且极具实践指导意义的解决方案，帮助工程师们设计出更 robust、更可靠的开关电源系统，确保设备在复杂多变的电力环境中稳定运行，从而在无线电设备、电信设备等对稳定性要求极高的领域，实现突破性的可靠性提升。 第一章：开关电源基础理论回顾与现代设计理念 在进入瞬变电压防护的深层探讨之前，本书将首先对开关电源的基础理论进行一次精炼的回顾。我们将聚焦于现代设计理念，强调效率、功率密度、电磁兼容性（EMC）以及可靠性等关键要素。 基本拓扑结构再解读： 我们将简要回顾 Buck, Boost, Buck-Boost, SEPIC, Ćuk 等经典拓扑，并着重分析它们在不同应用场景下的优缺点，以及如何通过拓扑优化来提升整体性能。 控制环路设计： 从电压模式控制到电流模式控制，再到更高级的数字控制，我们将分析不同控制策略的动态响应、稳定性和瞬态性能。特别会强调如何通过精细的控制环路设计来抑制输入电压的瞬间变化。 关键元器件的选择与优化： 功率开关管（MOSFETs, GaN, SiC）、二极管、电感、电容等元器件的选择直接影响着电源的效率、可靠性和成本。我们将深入探讨如何根据实际应用需求，选择最合适的元器件，并分析新型元器件在提升性能方面的潜力。 PCB 布局与 EMI 抑制： 良好的 PCB 布局是实现高效率和低 EMI 的基础。我们将提供详细的布局指导，包括关键信号路径的处理、功率回路的优化、以及接地策略的实施，以减少电磁干扰，并间接提升对外部干扰的抵抗能力。 第二章：瞬变电压的成因、特性与危害分析 理解瞬变电压的本质是有效防护的第一步。本章将深入剖析瞬变电压的来源、不同类型瞬变电压的特征，以及它们对电子设备造成的具体损害。 瞬变电压的分类与产生机制： 雷击引起的浪涌： 直击雷和感应雷的差异，雷电电流的瞬时高压和宽频谱特性。 电网内部的干扰： 设备开关机、断路器操作、电动机启动等引起的电网暂态过电压，其幅值、持续时间和波形特征。 静电放电 (ESD)： 人体、物体对设备产生的瞬态高压，其极高的上升速率和短持续时间。 电磁脉冲 (EMP)： 核爆、强电磁干扰源等产生的宽带瞬态电磁场。 瞬变电压的参数表征： 峰值电压、上升时间、脉冲宽度、重复频率等关键参数，以及它们如何影响设备的损坏程度。 对开关电源及下游设备的危害： 器件击穿： 功率器件、集成电路、电容等关键元器件因过电压而永久性损坏。 参数漂移： 器件性能下降，导致电源效率降低、输出不稳定。 逻辑错误与数据损坏： 微处理器、存储器等敏感电路受到干扰，导致程序运行异常。 系统性故障： 连锁反应导致整个设备甚至系统瘫痪。 相关国际标准与法规解读： IEC 61000-4系列标准（如 IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度、IEC 61000-4-2 ESD 抗扰度）、UL、CE 等相关标准对瞬变电压防护的要求。 第三章：先进的输入瞬变电压防护技术 本章是本书的核心内容之一，我们将详细介绍各种用于提高开关电源输入端对瞬变电压抵抗能力的先进技术和电路设计。 瞬态抑制二极管 (TVS) 的应用与选型： TVS 的工作原理与类型： 单向、双向 TVS 管的特性，以及如何根据脉冲波形选择合适的 TVS。 TVS 在输入滤波电路中的集成： 如何将其与 EMI 滤波器、共模电感等器件协同工作，实现多层次的防护。 TVS 的功率容量与散热考量： 如何根据预计的瞬变能量选择具有足够功率容量的 TVS，并考虑其散热问题。 压敏电阻 (MOV) 的原理与应用局限： MOV 的工作特性： 瞬态电压抑制能力，以及其老化问题。 MOV 在高能浪涌防护中的作用： 如何与其他保护器件配合使用，形成完整的保护方案。 MOV 的选择与寿命评估： 考虑其导通能量、泄露电流和工作寿命。 气体放电管 (GDT) 的应用场景： GDT 的高能量吸收能力： 适用于应对雷击等高强度浪涌。 GDT 的响应速度与后续电路的保护： 如何选择合适的 GDT 来保护下游电路。 肖特基二极管阵列与钳位电路： 利用肖特基二极管的快速响应特性： 构建高效的钳位电路，限制瞬变电压幅值。 多级钳位设计： 通过多级肖特基二极管或稳压管组合，实现更精确的电压控制。 共模扼流圈与差模滤波器的优化设计： EMI 滤波器的选择与设计： 如何设计具有宽频率响应的滤波器，以抑制不同频率的噪声和瞬变。 电感器的饱和特性与瞬变电流： 选择抗饱和能力强的电感器，以应对瞬变电流的冲击。 串联电阻与熔断器/自恢复保险丝的配合： 串联电阻的限流作用： 削弱瞬变电流的峰值。 熔断器/自恢复保险丝的过流保护： 在发生严重瞬变时，起到断开电路的作用，防止进一步损坏。 保险丝与 TVS/MOV 的协同防护策略： 详细分析如何通过串并联组合，实现最优的输入瞬变电压防护效果。 第四章：电路内部的浪涌限制与过电压保护 除了输入端的防护，开关电源内部的过电压防护同样至关重要。本章将重点讨论如何保护开关电源自身及其输出端的负载。 功率开关管的过电压保护： 漏源电压 (Vds) 的瞬态过压： 电感关断时的感应电动势，以及如何通过 RCD 吸收回路、Zener 二极管等方式进行抑制。 栅极驱动电压的保护： 防止过高的栅极电压损坏功率管。 输出电压的过电压保护 (OVP)： OVP 电路的实现方式： 基于比较器、稳压管、光耦等。 OVP 的响应速度与精度： 如何确保 OVP 电路能够及时有效地工作，保护下游负载。 后级保护器件的应用： 在输出端集成 TVS、肖特基二极管阵列等，为敏感负载提供额外的保护。 过电流保护 (OCP) 与短路保护： OCP 的不同实现机制： 峰值电流限制、平均电流限制、滞环电流限制等。 短路保护的有效性： 如何设计能够快速响应并安全断开电路的短路保护。 过温保护 (OTP)： 温度监测与控制： 如何通过热敏电阻、温度传感器等监测器件，防止过热损坏。 OTP 的联动机制： 与 OCP、OVP 等功能的协同工作。 软启动与浪涌电流抑制： 软启动电路的设计： 限制启动时的电容充电电流，避免对电网造成冲击。 输入电容的选型与防护： 考虑电解电容的耐压能力与 ESR，以及如何通过并联陶瓷电容来改善高频响应。 第五章：针对无线电设备与电信设备的瞬变电压防护考量 无线电设备和电信设备对信号的完整性和设备的可靠性有着极高的要求。本章将结合这些领域的具体需求，深入探讨定制化的瞬变电压防护方案。 无线电设备的特殊防护需求： 射频 (RF) 信号路径的保护： 如何在不影响 RF 信号传输质量的前提下，提供有效的瞬态电压防护。 天线端口的防护： 雷击、静电对天线和与之相连电路的威胁。 低功耗设计中的防护挑战： 如何在追求低功耗的同时，保证充足的防护能力。 电信设备的防护要求与设计： 高可靠性与长寿命设计： 电信设备通常要求在恶劣环境下长期稳定运行。 防雷击与电涌： 户外基站、通信线路等面临严峻的雷击和电涌威胁。 电源端口的防护： AC/DC 输入、DC/DC 输入，以及不同信号接口的防护。 EMC 标准的强制性要求： 电信设备必须满足严格的电磁兼容性标准。 元器件的选择与屏蔽技术： 高等级的瞬态抑制器件： 选用符合相关行业标准的 TVS、MOV 等。 金属屏蔽与滤波的应用： 物理隔离与电磁屏蔽，进一步增强抗干扰能力。 实际案例分析： 手机充电器/适配器： 结合用户使用环境，分析其瞬变电压防护的设计要点。 通信电源模块： 探讨其在高压、大电流以及复杂电网环境下的防护策略。 基站电源系统： 分析其在户外严酷环境下的防雷、防浪涌设计。 第六章：设计流程、测试验证与未来展望 本书的最后部分将引导读者完成从理论到实践的转化，并展望开关电源瞬变电压防护技术的未来发展。 规范化的设计流程： 需求分析与标准解读： 明确应用场景、工作环境和所需防护等级。 方案选择与器件评估： 基于需求，选择最合适的防护方案和元器件。 电路仿真与验证： 利用 PSpice, LTspice 等仿真工具，提前预测防护效果。 PCB 布局与布线优化： 强调防护电路的合理布局。 严苛的测试与验证方法： 瞬态电压注入测试： 按照相关标准进行浪涌、ESD 测试。 高低温循环测试： 评估防护器件在不同温度下的性能稳定性。 加速寿命测试： 预测器件和系统的长期可靠性。 故障模式分析 (FMEA)： 提前识别潜在的失效模式。 新型防护技术与材料的探索： 固态放电管 (SSG) 的应用： 结合了 GDT 和 TVS 的优点。 集成化防护方案： 减少器件数量，提高集成度。 新材料在浪涌吸收中的应用： 如新型陶瓷材料、高分子材料等。 智能化与自适应防护： 基于微控制器的动态防护： 根据实时监测到的电网状况，调整防护策略。 故障诊断与预警系统： 提前发现防护器件的退化迹象。 结语 瞬变电压防护不再是开关电源设计的边缘环节，而是决定其生死存亡的关键因素。本书力求摆脱空泛的理论叙述，以深入浅出的语言、丰富的实例和前沿的技术，为广大电子工程师提供一套切实可行、极具指导意义的解决方案。我们相信，通过掌握和应用本书所介绍的先进技术，您将能够设计出更加卓越、更加可靠的开关电源，为无线电设备、电信设备乃至整个电子行业的蓬勃发展贡献力量，共同开创一个更加稳定、更加安全、更加可靠的用电未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书我算是彻底看不懂了。封面上的“包邮 精通开关电源 第3版 修订版”几个字，原本以为是踏入电源设计领域的一本宝典，结果内容简直是天书。我抱着学习的态度，从第一章开始啃，结果没过几页就碰到了什么“AC-DC转换”、“Buck拓扑”、“Boost拓扑”，还有各种复杂的公式和波形图。我一个初学者，连基本的电路原理都没弄明白，这些术语就像外星语一样，让我完全摸不着头脑。更别提后面那些关于“环路增益”、“相位裕度”的分析了，感觉像是直接跳到了高级理论阶段，完全没有过渡。我反复看了好几遍，试图理解那些图示，但怎么也找不到逻辑，好像所有知识点都是凭空出现的，没有前因后果。我原以为开关电源会涉及一些实际应用的案例，但这本书的侧重点似乎完全在理论推导和数学建模上，对我这种想要动手实践的人来说，实在太不友好了。现在我有点怀疑自己是不是选错了入门书籍，这本书的难度对我来说，真的太高了，感觉像是直接上了大学的专业课，而我还在读小学。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我印象最深刻的就是它的“专业性”。我一直认为开关电源是一个比较复杂的领域，而这本书的作者显然对这个领域有非常深入的理解。书中对于各种拓扑结构、控制方式、元器件选择的分析都非常细致，而且逻辑性很强。例如，在讲解某种保护电路时，作者会详细分析其工作原理、优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。我特别喜欢书中对“瞬变电压保护”和“浪涌限制”的章节，讲解得非常透彻，让我对如何保证设备的可靠性有了更深的认识。书中还涉及了“无线电设备”和“电信设备”等特定应用场景下的设计考量，这对我来说非常有价值，因为我正好从事这方面的工作。不过，这本书的阅读门槛确实不低，里面充斥着大量的专业术语和复杂的公式，如果对开关电源没有一定的基础知识，可能会读得很吃力。我建议这本书更适合有一定基础的工程师阅读，或者作为大学相关专业的参考教材，对于完全的初学者来说，可能需要搭配一些更基础的入门书籍一起学习。

评分☆☆☆☆☆

我本来对这本书抱有很高的期望，毕竟是“精通开关电源”，而且还是“第3版修订版”，想着应该会比较系统和深入。但读下来之后，发现这本书更像是一本“理论百科全书”，而不是一本“实操指南”。它确实很全面地介绍了开关电源的各种原理和设计方法，从基础的拓扑结构到复杂的保护电路，都有涉及。但是，很多章节都停留在理论层面，缺乏足够的工程实践和设计案例。我希望能看到更多关于如何根据实际需求选择元器件、如何进行PCB布局、如何进行实际测试和调试的经验分享。书中虽然有公式和计算，但这些更多是理论推导，对于如何将这些理论转化为实际可用的设计，指导性不够强。而且，书中的一些图示和示意图，虽然清晰，但如果能配上真实的电路板照片或者实物图，可能会更有助于理解。我感觉这本书更适合已经有一定电源设计基础，想要深入研究理论、提升设计水平的工程师，对于我这种想要快速入门、解决实际问题的人来说，显得有些“阳春白雪”，不够“接地气”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容非常丰富，涵盖了开关电源设计的方方面面。我尤其赞赏作者在解释复杂概念时的清晰度，虽然涉及了很多专业知识，但作者总是能用相对易懂的方式进行阐述。例如，关于“输入瞬变电压保护”的部分，我之前一直对此感到困惑，但在这本书中，通过详细的图示和解释，我终于理解了各种保护机制的原理以及它们在实际应用中的重要性。书中对“无线电设备”和“电信设备”的针对性讲解，也让我受益匪浅，了解了这些特殊应用场景下对电源设计的特殊要求。虽然这本书的篇幅不小，但我感觉每一页都充满了干货，没有太多冗余的内容。不过，这本书的深度和广度都很大，想要完全掌握其中的知识，需要花费大量的时间和精力进行学习和实践。我个人觉得，这本书的定价也比较合理，考虑到其内容的价值，我觉得是物超所值的。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，这本书的价值在于其“权威性”和“前沿性”。作者在开关电源领域显然拥有丰富的经验和深厚的理论功底。书中不仅详细介绍了经典的开关电源设计方法，还涉及了一些比较新的技术和概念，例如在“输入瞬变电压保护”方面的探讨，就非常有参考价值。我特别看重书中对“浪涌限制”的讲解，这对于提高设备的稳定性和寿命至关重要。而且，作者能够将复杂的理论知识与实际应用相结合，通过大量的公式推导和电路分析，帮助读者深入理解各种设计细节。虽然阅读这本书需要一定的专业背景，但对于那些想要在开关电源领域有所建树的工程师来说，这绝对是一本不可多得的参考书。我建议，在阅读之前，最好对基础的电子电路和半导体器件有一定的了解，这样能够更顺畅地理解书中的内容。总的来说，这是一本非常专业且有深度的技术书籍。