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裴雲慶 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 穩壓電源
• 電源設計
• 電子技術
• 電路分析
• 應用電路
• 二手書
• 電子工程
• 電源技術
• 實用指南

店鋪： 盛況空前圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111304630

商品編碼：16009245815

包裝：平裝

齣版時間：2010-07-01

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基本信息

書名：開關穩壓電源的設計和應用

定價：39.00元

作者：裴雲慶

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2010-07-01

ISBN：9787111304630

字數：328000

頁碼：259

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是《電力電子新技術係列圖書》中的一冊，主要介紹開關穩壓電源的基本原理、設計方法及應用。本書共分11章。章介紹瞭開關電源技術的一些基本概念及發展史和發展趨勢。第2、3章分彆介紹在開關電源中常用的電力電子變換電路的拓撲及工作原理。第4章介紹瞭PWM變換器的數學模型。第5、6章分彆介紹開關電源中常用的電力電子器件和變壓器、電感、電容器等元器件。第7、8章介紹開關電源中主電路及控製係統的設計方法。第9章介紹開關電源中常用的功率因數校正技術的基本原理。0章介紹瞭開關電源的電磁兼容問題。1章為開關電源的應用，介紹瞭兩種小功率開關電源和兩種大功率開關電源的設計過程。
　　本書可供從事開關電源開發、設計和生産的工程技術人員閱讀，也可為高校電力電子技術、電氣自動化技術等專業師生提供參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《電力電子技術核心：原理、設計與實踐》 內容概述： 本書是一部深入探討電力電子技術核心內容的著作，旨在為讀者構建紮實的理論基礎，並提供實際設計與應用方麵的指導。全書圍繞現代電力電子係統的關鍵組成部分、工作原理、設計方法以及集成應用展開，涵蓋瞭從基礎器件到復雜係統的全方位知識。 第一部分：電力電子基礎與關鍵器件 本部分首先迴顧瞭電力電子學的基本概念，包括功率損耗、開關頻率、效率等核心指標。隨後，詳細介紹瞭構成電力電子係統的基礎功率器件。 二極管（Diodes）： 從基本PN結原理齣發，深入分析瞭快恢復二極管（Fast Recovery Diodes）和肖特基二極管（Schottky Diodes）的特性。重點闡述瞭它們在整流、續流等電路中的應用，以及不同類型二極管在耐壓、速度、導通壓降等方麵的權衡。 晶閘管（Thyristors）： 涵蓋瞭普通晶閘管（SCR）、雙嚮晶閘管（TRIAC）和門極可關斷晶閘管（GTO）等。詳細講解瞭它們的觸發機製、導通特性、關斷過程以及在可控整流、交流功率控製中的應用。特彆對GTO的門極驅動電路和關斷問題進行瞭深入分析。 功率MOSFET（Power MOSFETs）： 詳細介紹瞭其工作原理，包括柵極電壓控製導通、體二極管特性、寄生電容效應以及RDS(on)的溫度依賴性。討論瞭不同封裝形式（如TO-247, TO-220）對散熱和寄生參數的影響。著重分析瞭其在高頻開關應用中的優勢，以及驅動電路設計的要求。 功率BJT（Power BJTs）： 闡述瞭其電流控製特性，分析瞭基極驅動電路、集電極電流飽和特性以及二次擊穿（Second Breakdown）現象。對比瞭其與MOSFET在不同應用場景下的優劣。 絕緣柵雙極型晶體管（IGBTs）： 詳細講解瞭IGBT的混閤結構，結閤瞭MOSFET的柵極控製和BJT的低導通壓降，使其成為中高功率應用的主流器件。深入分析瞭其驅動電路設計、寄生振蕩抑製以及短路保護問題。 碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）器件： 介紹瞭第三代半導體材料的優勢，包括更高的擊穿電壓、更低的導通電阻、更快的開關速度以及更高的工作溫度。重點探討瞭SiC MOSFET、SiC JFET和GaN HEMT在高效、小型化電力電子係統中的應用潛力，以及與之匹配的驅動和封裝技術。 第二部分：基本電力電子變換器拓撲與原理 本部分聚焦於構建現代電力電子係統的基礎變換器拓撲，深入剖析其工作原理、建模方法以及優缺點。 DC-DC變換器（DC-DC Converters）： 降壓變換器（Buck Converter）： 詳細講解瞭其連續導通模式（CCM）和非連續導通模式（DCM）下的工作過程，包括電感電流、輸齣電壓紋波的計算。分析瞭占空比、輸入電壓、負載對輸齣電壓的影響。 升壓變換器（Boost Converter）： 闡述瞭其升壓原理，同樣分析瞭CCM和DCM模式下的特性。特彆討論瞭其在能量存儲和輸齣電壓高於輸入電壓的場景下的應用。 升降壓變換器（Buck-Boost Converter）： 介紹瞭其反激式工作原理，以及輸齣電壓極性與輸入電壓相反的特點。 SEPIC（Single-Ended Primary-Inductor Converter）和Cuk變換器： 介紹瞭這些具有隔離功能的DC-DC變換器，分析瞭它們的能量傳遞機製和在特定應用中的優勢。 多相變換器（Multi-Phase Converters）： 探討瞭多相交錯工作方式在提高電流能力、降低紋波、提升瞬態響應方麵的優勢，以及其控製策略。 AC-DC變換器（AC-DC Converters）： 不可控整流器（Uncontrolled Rectifiers）： 分析瞭單相和三相半波、全波整流電路的輸齣特性，包括輸齣電壓、紋波以及功率因數。 可控整流器（Controlled Rectifiers）： 詳細介紹瞭晶閘管作為開關器件的全控、半控整流電路，分析瞭移相控製對輸齣電壓和功率因數的影響。 有源功率因數校正（Active Power Factor Correction, APFC）： 深入講解瞭Boost型、Buck-Boost型APFC電路的設計原理，包括升壓、限流、功率因數校正等控製策略，以及其在提高電網兼容性方麵的作用。 DC-AC變換器（DC-AC Converters）： 逆變器（Inverters）： 單相半橋和全橋逆變器： 詳細分析瞭SPWM（正弦脈寬調製）、PWM（脈寬調製）等控製方式，討論瞭諧波抑製、輸齣電壓幅值和頻率控製。 三相逆變器： 介紹瞭其在電機驅動、不間斷電源（UPS）等領域的核心地位，分析瞭各種調製策略（如集中式SPWM、分散式SPWM、空間矢量脈寬調製SVPWM）。 多電平逆變器（Multi-Level Inverters）： 介紹瞭NPC（中點鉗位）、FC（飛叉）、T-NPC、H-Bridge級聯等拓撲，分析瞭其在高壓大功率應用中的優勢，如減小器件電壓應力、降低諧波。 AC-AC變換器（AC-AC Converters）： 交流調壓器（AC Voltage Regulators）： 介紹瞭利用TRIAC或SCR實現交流電壓幅值控製的原理。 頻率變換器（Frequency Converters）： 介紹瞭AC-AC直接變換（Matrix Converter）和間接變換（AC-DC-AC）的原理和應用。 第三部分：電力電子係統的設計與集成 本部分將理論與實踐相結閤，指導讀者進行實際的電力電子係統設計。 開關電源設計（Switching Power Supply Design）： 隔離式DC-DC變換器： 詳細介紹瞭反激（Flyback）、正激（Forward）、半橋（Half-Bridge）、全橋（Full-Bridge）等隔離式拓撲的工作原理和設計要點。重點分析瞭變壓器設計（匝數比、漏感、磁芯損耗）、隔離要求、高頻變壓器設計方法。 多重反饋和補償設計： 深入講解瞭控製環路的穩定性分析，包括伯德圖（Bode Plot）、奈奎斯特圖（Nyquist Plot）等工具的應用。介紹瞭PID（比例-積分-微分）控製器的設計以及補償網絡的實現方法，以保證係統在不同負載下的快速穩定響應。 EMI/EMC設計（電磁乾擾/電磁兼容）： 討論瞭開關電源産生的噪聲源，包括傳導發射和輻射發射。介紹瞭濾波器的設計、PCB布局布綫技巧、屏蔽措施等，以滿足EMI/EMC標準。 散熱設計（Thermal Design）： 詳細闡述瞭功率器件的功耗計算，熱阻的概念，以及散熱器的選擇和設計。介紹瞭熱仿真工具的應用，確保係統在額定工況下穩定運行。 功率器件的驅動與保護： 柵極/基極驅動電路： 詳細分析瞭MOSFET、IGBT的柵極驅動電路設計，包括隔離驅動、高低邊驅動、瞬態響應、驅動功率要求。 過流保護（Overcurrent Protection）： 介紹瞭瞬態過流保護和持續過流保護的設計，包括電流檢測方法（如電流互感器、采樣電阻、霍爾傳感器）和保護電路的實現。 過壓保護（Overvoltage Protection）： 探討瞭輸齣過壓保護和器件過壓保護的設計，包括Zener二極管、TVS二極管（瞬態電壓抑製器）、光耦等器件的應用。 短路保護（Short-circuit Protection）： 重點分析瞭IGBT的短路保護問題，介紹瞭硬件和軟件保護策略，以及如何限製短路電流。 係統集成與應用實例： 不間斷電源（UPS）係統： 介紹瞭UPS的拓撲結構（離綫式、在綫互動式、在綫式）、功率流程、電池管理以及控製策略。 電動汽車（EV）充電器： 討論瞭車載充電器（OBC）和非車載充電器的電力電子技術，包括功率因數校正、隔離變換、高頻化設計。 可再生能源並網係統： 介紹瞭太陽能逆變器、風力發電機組變流器等，重點分析瞭MPPT（最大功率點跟蹤）技術、並網控製、電網諧波抑製。 感應加熱（Induction Heating）： 介紹瞭高頻感應加熱的原理，以及與之相關的功率變換器拓撲（如半橋、全橋諧振逆變器）。 第四部分：先進主題與未來趨勢 本部分對電力電子技術的一些前沿領域和發展方嚮進行瞭展望。 寬禁帶半導體器件（Wide Bandgap Semiconductor Devices）： 再次強調SiC和GaN在提高效率、減小體積、提升性能方麵的革命性作用，以及在新能源汽車、數據中心、航空航天等領域的應用前景。 集成化與模塊化（Integration and Modularity）： 討論瞭將多個功率器件、控製電路、甚至是變壓器等集成到單個模塊中的趨勢，以及其帶來的係統簡化、性能提升。 數字化與智能化控製（Digital and Intelligent Control）： 探討瞭微處理器、DSP、FPGA等數字控製器在實現復雜控製算法、優化係統性能、提高魯棒性方麵的優勢，以及人工智能在電力電子係統中的應用潛力。 高頻化與小型化（High Frequency and Miniaturization）： 分析瞭提高開關頻率對減小無源器件體積、提升功率密度的重要性，以及與之相關的新的設計挑戰。 本書結構清晰，邏輯嚴謹，從基礎理論到實際應用，力求為讀者提供一個係統、深入的學習路徑。文中穿插瞭大量設計實例和工程經驗，旨在幫助讀者理解和掌握電力電子技術的核心精髓，從而能夠獨立完成各類電力電子係統的設計與開發。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對電子産品非常好奇的人，尤其喜歡拆解各種電器，看看它們是怎麼工作的。最近我迷上瞭DIY一些小設備，比如給我的老式收音機加個LED背光，或者給一些老舊的電子玩具升級一下供電係統。剛開始我都是用一些現成的模塊，但時間長瞭就覺得不過癮，總想知道這些模塊是怎麼來的，能不能自己設計一個。我以前對電源這塊瞭解不多，隻知道簡單的變壓器和整流，對於開關穩壓電源，我一直覺得它是一個高大上的存在，好像隻有專業工程師纔能玩得轉。這本書我拿到手的時候，其實是抱著一種“試試看”的心態。我完全沒想到，它裏麵的內容竟然這麼貼閤實際，而且講解得一點也不含糊。它裏麵有很多章節是關於實際應用場景的，比如怎麼樣設計一個低功耗的電源，怎麼樣解決車載電源的穩定問題，還有怎麼樣提高電源的可靠性。這些內容對我這種業餘愛好者來說，簡直是寶藏。它沒有上來就講復雜的理論，而是從一些簡單的問題齣發，然後一步步引導你去思考，去設計。我特彆欣賞它在講到濾波和穩壓的時候，不僅講瞭理論，還給齣瞭具體的元器件選型建議和設計流程，甚至還有一些防錯的技巧。讀這本書，我覺得自己不僅僅是在學理論，更像是在跟著一位經驗豐富的老師傅學習，一點點地掌握這門技術。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對電子産品非常感興趣的學生，目前正在攻讀電子工程專業。在學校的學習過程中，我們接觸瞭很多關於電源的理論知識，但總感覺有些理論與實際應用之間存在著一定的隔閡。我一直希望能找到一本能夠將理論知識與實際應用相結閤的書籍，幫助我更好地理解開關穩壓電源的設計和應用。偶然的機會，我看到瞭這本書，它給瞭我巨大的啓發。這本書的結構非常清晰，從最基礎的原理講起，逐步深入到各種拓撲結構和關鍵設計要素。我尤其喜歡它在講解功率轉換效率和瞬態響應等性能指標時，給齣的分析方法和設計技巧。它還詳細介紹瞭不同類型的開關穩壓電源的應用場景，以及如何根據具體需求進行電路設計和元器件選型。這本書的語言通俗易懂，而且圖示和案例非常豐富，這對於我們學生來說，是非常寶貴的學習資源。它不僅能夠幫助我鞏固課堂上學到的知識，還能夠開闊我的視野，讓我對開關穩壓電源的應用有瞭更深刻的認識。我相信，在未來的學習和工作中，這本書將會成為我不可或缺的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很有意思，那個開關穩壓的圖示，我第一眼看到就覺得很專業，然後又覺得很直觀。我剛開始接觸電源這塊的時候，對開關電源的概念一直有點模糊，總覺得它比綫形電源復雜很多。拿到這本書，我本來是想找些基礎概念的，結果翻開目錄，發現它從最基本的原理講起，然後逐步深入到各種拓撲結構，像Buck、Boost、Buck-Boost，還有更復雜的SEPIC、Cuk等等，都講得非常細緻。我尤其喜歡它在講解原理的時候，會結閤一些實際的電路圖，甚至還有波形圖，這樣一來，那些抽象的數學公式和理論就變得生動起來，好像真的能看到電流在裏麵流動一樣。而且，它還講到瞭一些設計中的關鍵問題，比如效率、EMI（電磁乾擾）、熱管理這些，這些都是做實際項目的時候繞不開的。這本書給我最大的感受就是，它不像有些理論書那麼枯燥，也不像一些應用手冊那麼碎片化，而是把理論和實踐結閤得非常好，讓人在理解原理的同時，也能知道怎麼去應用。我感覺，就算是沒有什麼經驗的新手，認真讀這本書，也能對開關穩壓電源有一個非常紮實的理解。

評分☆☆☆☆☆

這次收到這本書，我真的是太驚喜瞭！作為一名在行業內摸爬滾打瞭多年的工程師，我一直都在尋找一本能夠真正指導我們解決實際問題的開關穩壓電源設計書籍。市麵上有很多教材，要麼是過於理論化，脫離實際；要麼就是過於碎片化，缺乏係統性。但這本書，它完全不一樣。它深入淺齣地講解瞭開關穩壓電源的核心原理，並且非常注重設計過程中的細節和挑戰。我尤其贊賞它在處理EMI（電磁乾擾）問題上的方法，這往往是設計中最棘手的部分之一，這本書給齣瞭非常係統性的分析和解決方案，並且提供瞭具體的電路設計和布局建議。此外，它在講解功率器件選擇、PCB布局優化、散熱設計以及可靠性分析等方麵，都給齣瞭非常詳盡的指導，這些都是在實際産品開發中至關重要的經驗。我甚至在閱讀過程中，還發現瞭一些我之前在設計中遇到的問題的解決思路，這讓我非常有成就感。這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失可讀性，圖文並茂，邏輯清晰，使得復雜的概念易於理解。我毫不猶豫地說，這本書是所有從事開關穩壓電源設計領域的工程師的必備參考書，它能夠幫助我們提升設計水平，縮短開發周期，並最終交付齣更優質的産品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，可以說是填補瞭市場上的一個重要空白。作為一名多年的電源産品開發者，我深切體會到，在實際項目中，往往不是理論知識的匱乏，而是缺乏係統性的、能夠指導實踐的設計方法和經驗總結。這本書恰恰做到瞭這一點。它沒有停留在泛泛而談的理論層麵，而是非常深入地剖析瞭開關穩壓電源設計中每一個關鍵環節。例如，在講解環路補償的時候，它不僅給齣瞭理論公式，還詳細說明瞭如何根據實際參數進行計算和調整，並通過實際的測試波形來驗證補償效果。在涉及到功率器件的選擇和驅動電路的設計時，這本書也給齣瞭非常細緻的指導，包括如何考慮器件的開關損耗、導通損耗以及門極驅動的需求。我尤其欣賞它對EMI（電磁乾擾）的論述，其中包含的濾波設計、PCB布局優化和屏蔽措施等內容，都是我們項目中最容易遇到問題的地方，這本書提供瞭非常實用的解決方案。總的來說，這本書就像一位經驗豐富的導師，能夠帶領我們一步步攻剋開關穩壓電源設計中的難關，大大提高瞭設計的效率和成功率，對於我這樣的資深從業者來說，無疑是一份寶貴的財富。