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裴云庆 著

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店铺： 盛况空前图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111304630

商品编码：16009245815

包装：平装

出版时间：2010-07-01

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基本信息

书名：开关稳压电源的设计和应用

定价：39.00元

作者：裴云庆

出版社：机械工业出版社

出版日期：2010-07-01

ISBN：9787111304630

字数：328000

页码：259

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是《电力电子新技术系列图书》中的一册，主要介绍开关稳压电源的基本原理、设计方法及应用。本书共分11章。章介绍了开关电源技术的一些基本概念及发展史和发展趋势。第2、3章分别介绍在开关电源中常用的电力电子变换电路的拓扑及工作原理。第4章介绍了PWM变换器的数学模型。第5、6章分别介绍开关电源中常用的电力电子器件和变压器、电感、电容器等元器件。第7、8章介绍开关电源中主电路及控制系统的设计方法。第9章介绍开关电源中常用的功率因数校正技术的基本原理。0章介绍了开关电源的电磁兼容问题。1章为开关电源的应用，介绍了两种小功率开关电源和两种大功率开关电源的设计过程。
　　本书可供从事开关电源开发、设计和生产的工程技术人员阅读，也可为高校电力电子技术、电气自动化技术等专业师生提供参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《电力电子技术核心：原理、设计与实践》 内容概述： 本书是一部深入探讨电力电子技术核心内容的著作，旨在为读者构建扎实的理论基础，并提供实际设计与应用方面的指导。全书围绕现代电力电子系统的关键组成部分、工作原理、设计方法以及集成应用展开，涵盖了从基础器件到复杂系统的全方位知识。 第一部分：电力电子基础与关键器件 本部分首先回顾了电力电子学的基本概念，包括功率损耗、开关频率、效率等核心指标。随后，详细介绍了构成电力电子系统的基础功率器件。 二极管（Diodes）： 从基本PN结原理出发，深入分析了快恢复二极管（Fast Recovery Diodes）和肖特基二极管（Schottky Diodes）的特性。重点阐述了它们在整流、续流等电路中的应用，以及不同类型二极管在耐压、速度、导通压降等方面的权衡。 晶闸管（Thyristors）： 涵盖了普通晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）和门极可关断晶闸管（GTO）等。详细讲解了它们的触发机制、导通特性、关断过程以及在可控整流、交流功率控制中的应用。特别对GTO的门极驱动电路和关断问题进行了深入分析。 功率MOSFET（Power MOSFETs）： 详细介绍了其工作原理，包括栅极电压控制导通、体二极管特性、寄生电容效应以及RDS(on)的温度依赖性。讨论了不同封装形式（如TO-247, TO-220）对散热和寄生参数的影响。着重分析了其在高频开关应用中的优势，以及驱动电路设计的要求。 功率BJT（Power BJTs）： 阐述了其电流控制特性，分析了基极驱动电路、集电极电流饱和特性以及二次击穿（Second Breakdown）现象。对比了其与MOSFET在不同应用场景下的优劣。 绝缘栅双极型晶体管（IGBTs）： 详细讲解了IGBT的混合结构，结合了MOSFET的栅极控制和BJT的低导通压降，使其成为中高功率应用的主流器件。深入分析了其驱动电路设计、寄生振荡抑制以及短路保护问题。 碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件： 介绍了第三代半导体材料的优势，包括更高的击穿电压、更低的导通电阻、更快的开关速度以及更高的工作温度。重点探讨了SiC MOSFET、SiC JFET和GaN HEMT在高效、小型化电力电子系统中的应用潜力，以及与之匹配的驱动和封装技术。 第二部分：基本电力电子变换器拓扑与原理 本部分聚焦于构建现代电力电子系统的基础变换器拓扑，深入剖析其工作原理、建模方法以及优缺点。 DC-DC变换器（DC-DC Converters）： 降压变换器（Buck Converter）： 详细讲解了其连续导通模式（CCM）和非连续导通模式（DCM）下的工作过程，包括电感电流、输出电压纹波的计算。分析了占空比、输入电压、负载对输出电压的影响。 升压变换器（Boost Converter）： 阐述了其升压原理，同样分析了CCM和DCM模式下的特性。特别讨论了其在能量存储和输出电压高于输入电压的场景下的应用。 升降压变换器（Buck-Boost Converter）： 介绍了其反激式工作原理，以及输出电压极性与输入电压相反的特点。 SEPIC（Single-Ended Primary-Inductor Converter）和Cuk变换器： 介绍了这些具有隔离功能的DC-DC变换器，分析了它们的能量传递机制和在特定应用中的优势。 多相变换器（Multi-Phase Converters）： 探讨了多相交错工作方式在提高电流能力、降低纹波、提升瞬态响应方面的优势，以及其控制策略。 AC-DC变换器（AC-DC Converters）： 不可控整流器（Uncontrolled Rectifiers）： 分析了单相和三相半波、全波整流电路的输出特性，包括输出电压、纹波以及功率因数。 可控整流器（Controlled Rectifiers）： 详细介绍了晶闸管作为开关器件的全控、半控整流电路，分析了移相控制对输出电压和功率因数的影响。 有源功率因数校正（Active Power Factor Correction, APFC）： 深入讲解了Boost型、Buck-Boost型APFC电路的设计原理，包括升压、限流、功率因数校正等控制策略，以及其在提高电网兼容性方面的作用。 DC-AC变换器（DC-AC Converters）： 逆变器（Inverters）： 单相半桥和全桥逆变器： 详细分析了SPWM（正弦脉宽调制）、PWM（脉宽调制）等控制方式，讨论了谐波抑制、输出电压幅值和频率控制。 三相逆变器： 介绍了其在电机驱动、不间断电源（UPS）等领域的核心地位，分析了各种调制策略（如集中式SPWM、分散式SPWM、空间矢量脉宽调制SVPWM）。 多电平逆变器（Multi-Level Inverters）： 介绍了NPC（中点钳位）、FC（飞叉）、T-NPC、H-Bridge级联等拓扑，分析了其在高压大功率应用中的优势，如减小器件电压应力、降低谐波。 AC-AC变换器（AC-AC Converters）： 交流调压器（AC Voltage Regulators）： 介绍了利用TRIAC或SCR实现交流电压幅值控制的原理。 频率变换器（Frequency Converters）： 介绍了AC-AC直接变换（Matrix Converter）和间接变换（AC-DC-AC）的原理和应用。 第三部分：电力电子系统的设计与集成 本部分将理论与实践相结合，指导读者进行实际的电力电子系统设计。 开关电源设计（Switching Power Supply Design）： 隔离式DC-DC变换器： 详细介绍了反激（Flyback）、正激（Forward）、半桥（Half-Bridge）、全桥（Full-Bridge）等隔离式拓扑的工作原理和设计要点。重点分析了变压器设计（匝数比、漏感、磁芯损耗）、隔离要求、高频变压器设计方法。 多重反馈和补偿设计： 深入讲解了控制环路的稳定性分析，包括伯德图（Bode Plot）、奈奎斯特图（Nyquist Plot）等工具的应用。介绍了PID（比例-积分-微分）控制器的设计以及补偿网络的实现方法，以保证系统在不同负载下的快速稳定响应。 EMI/EMC设计（电磁干扰/电磁兼容）： 讨论了开关电源产生的噪声源，包括传导发射和辐射发射。介绍了滤波器的设计、PCB布局布线技巧、屏蔽措施等，以满足EMI/EMC标准。 散热设计（Thermal Design）： 详细阐述了功率器件的功耗计算，热阻的概念，以及散热器的选择和设计。介绍了热仿真工具的应用，确保系统在额定工况下稳定运行。 功率器件的驱动与保护： 栅极/基极驱动电路： 详细分析了MOSFET、IGBT的栅极驱动电路设计，包括隔离驱动、高低边驱动、瞬态响应、驱动功率要求。 过流保护（Overcurrent Protection）： 介绍了瞬态过流保护和持续过流保护的设计，包括电流检测方法（如电流互感器、采样电阻、霍尔传感器）和保护电路的实现。 过压保护（Overvoltage Protection）： 探讨了输出过压保护和器件过压保护的设计，包括Zener二极管、TVS二极管（瞬态电压抑制器）、光耦等器件的应用。 短路保护（Short-circuit Protection）： 重点分析了IGBT的短路保护问题，介绍了硬件和软件保护策略，以及如何限制短路电流。 系统集成与应用实例： 不间断电源（UPS）系统： 介绍了UPS的拓扑结构（离线式、在线互动式、在线式）、功率流程、电池管理以及控制策略。 电动汽车（EV）充电器： 讨论了车载充电器（OBC）和非车载充电器的电力电子技术，包括功率因数校正、隔离变换、高频化设计。 可再生能源并网系统： 介绍了太阳能逆变器、风力发电机组变流器等，重点分析了MPPT（最大功率点跟踪）技术、并网控制、电网谐波抑制。 感应加热（Induction Heating）： 介绍了高频感应加热的原理，以及与之相关的功率变换器拓扑（如半桥、全桥谐振逆变器）。 第四部分：先进主题与未来趋势 本部分对电力电子技术的一些前沿领域和发展方向进行了展望。 宽禁带半导体器件（Wide Bandgap Semiconductor Devices）： 再次强调SiC和GaN在提高效率、减小体积、提升性能方面的革命性作用，以及在新能源汽车、数据中心、航空航天等领域的应用前景。 集成化与模块化（Integration and Modularity）： 讨论了将多个功率器件、控制电路、甚至是变压器等集成到单个模块中的趋势，以及其带来的系统简化、性能提升。 数字化与智能化控制（Digital and Intelligent Control）： 探讨了微处理器、DSP、FPGA等数字控制器在实现复杂控制算法、优化系统性能、提高鲁棒性方面的优势，以及人工智能在电力电子系统中的应用潜力。 高频化与小型化（High Frequency and Miniaturization）： 分析了提高开关频率对减小无源器件体积、提升功率密度的重要性，以及与之相关的新的设计挑战。 本书结构清晰，逻辑严谨，从基础理论到实际应用，力求为读者提供一个系统、深入的学习路径。文中穿插了大量设计实例和工程经验，旨在帮助读者理解和掌握电力电子技术的核心精髓，从而能够独立完成各类电力电子系统的设计与开发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，可以说是填补了市场上的一个重要空白。作为一名多年的电源产品开发者，我深切体会到，在实际项目中，往往不是理论知识的匮乏，而是缺乏系统性的、能够指导实践的设计方法和经验总结。这本书恰恰做到了这一点。它没有停留在泛泛而谈的理论层面，而是非常深入地剖析了开关稳压电源设计中每一个关键环节。例如，在讲解环路补偿的时候，它不仅给出了理论公式，还详细说明了如何根据实际参数进行计算和调整，并通过实际的测试波形来验证补偿效果。在涉及到功率器件的选择和驱动电路的设计时，这本书也给出了非常细致的指导，包括如何考虑器件的开关损耗、导通损耗以及门极驱动的需求。我尤其欣赏它对EMI（电磁干扰）的论述，其中包含的滤波设计、PCB布局优化和屏蔽措施等内容，都是我们项目中最容易遇到问题的地方，这本书提供了非常实用的解决方案。总的来说，这本书就像一位经验丰富的导师，能够带领我们一步步攻克开关稳压电源设计中的难关，大大提高了设计的效率和成功率，对于我这样的资深从业者来说，无疑是一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这次收到这本书，我真的是太惊喜了！作为一名在行业内摸爬滚打了多年的工程师，我一直都在寻找一本能够真正指导我们解决实际问题的开关稳压电源设计书籍。市面上有很多教材，要么是过于理论化，脱离实际；要么就是过于碎片化，缺乏系统性。但这本书，它完全不一样。它深入浅出地讲解了开关稳压电源的核心原理，并且非常注重设计过程中的细节和挑战。我尤其赞赏它在处理EMI（电磁干扰）问题上的方法，这往往是设计中最棘手的部分之一，这本书给出了非常系统性的分析和解决方案，并且提供了具体的电路设计和布局建议。此外，它在讲解功率器件选择、PCB布局优化、散热设计以及可靠性分析等方面，都给出了非常详尽的指导，这些都是在实际产品开发中至关重要的经验。我甚至在阅读过程中，还发现了一些我之前在设计中遇到的问题的解决思路，这让我非常有成就感。这本书的语言风格非常严谨，但又不失可读性，图文并茂，逻辑清晰，使得复杂的概念易于理解。我毫不犹豫地说，这本书是所有从事开关稳压电源设计领域的工程师的必备参考书，它能够帮助我们提升设计水平，缩短开发周期，并最终交付出更优质的产品。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对电子产品非常好奇的人，尤其喜欢拆解各种电器，看看它们是怎么工作的。最近我迷上了DIY一些小设备，比如给我的老式收音机加个LED背光，或者给一些老旧的电子玩具升级一下供电系统。刚开始我都是用一些现成的模块，但时间长了就觉得不过瘾，总想知道这些模块是怎么来的，能不能自己设计一个。我以前对电源这块了解不多，只知道简单的变压器和整流，对于开关稳压电源，我一直觉得它是一个高大上的存在，好像只有专业工程师才能玩得转。这本书我拿到手的时候，其实是抱着一种“试试看”的心态。我完全没想到，它里面的内容竟然这么贴合实际，而且讲解得一点也不含糊。它里面有很多章节是关于实际应用场景的，比如怎么样设计一个低功耗的电源，怎么样解决车载电源的稳定问题，还有怎么样提高电源的可靠性。这些内容对我这种业余爱好者来说，简直是宝藏。它没有上来就讲复杂的理论，而是从一些简单的问题出发，然后一步步引导你去思考，去设计。我特别欣赏它在讲到滤波和稳压的时候，不仅讲了理论，还给出了具体的元器件选型建议和设计流程，甚至还有一些防错的技巧。读这本书，我觉得自己不仅仅是在学理论，更像是在跟着一位经验丰富的老师傅学习，一点点地掌握这门技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有意思，那个开关稳压的图示，我第一眼看到就觉得很专业，然后又觉得很直观。我刚开始接触电源这块的时候，对开关电源的概念一直有点模糊，总觉得它比线形电源复杂很多。拿到这本书，我本来是想找些基础概念的，结果翻开目录，发现它从最基本的原理讲起，然后逐步深入到各种拓扑结构，像Buck、Boost、Buck-Boost，还有更复杂的SEPIC、Cuk等等，都讲得非常细致。我尤其喜欢它在讲解原理的时候，会结合一些实际的电路图，甚至还有波形图，这样一来，那些抽象的数学公式和理论就变得生动起来，好像真的能看到电流在里面流动一样。而且，它还讲到了一些设计中的关键问题，比如效率、EMI（电磁干扰）、热管理这些，这些都是做实际项目的时候绕不开的。这本书给我最大的感受就是，它不像有些理论书那么枯燥，也不像一些应用手册那么碎片化，而是把理论和实践结合得非常好，让人在理解原理的同时，也能知道怎么去应用。我感觉，就算是没有什么经验的新手，认真读这本书，也能对开关稳压电源有一个非常扎实的理解。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对电子产品非常感兴趣的学生，目前正在攻读电子工程专业。在学校的学习过程中，我们接触了很多关于电源的理论知识，但总感觉有些理论与实际应用之间存在着一定的隔阂。我一直希望能找到一本能够将理论知识与实际应用相结合的书籍，帮助我更好地理解开关稳压电源的设计和应用。偶然的机会，我看到了这本书，它给了我巨大的启发。这本书的结构非常清晰，从最基础的原理讲起，逐步深入到各种拓扑结构和关键设计要素。我尤其喜欢它在讲解功率转换效率和瞬态响应等性能指标时，给出的分析方法和设计技巧。它还详细介绍了不同类型的开关稳压电源的应用场景，以及如何根据具体需求进行电路设计和元器件选型。这本书的语言通俗易懂，而且图示和案例非常丰富，这对于我们学生来说，是非常宝贵的学习资源。它不仅能够帮助我巩固课堂上学到的知识，还能够开阔我的视野，让我对开关稳压电源的应用有了更深刻的认识。我相信，在未来的学习和工作中，这本书将会成为我不可或缺的参考书。