模塊電源外圍電路設計要點及應用實例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周誌敏著 著

圖書標籤:

• 模塊電源
• 開關電源
• 外圍電路
• 設計
• 應用實例
• 電源管理
• 電子工程
• 電路設計
• SMPS
• 電源係統

店鋪： 華文京典專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121313851

商品編碼：29573952132

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-05-01

基本信息

書名：模塊電源外圍電路設計要點及應用實例

定價：48.00元

作者：周誌敏著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2017-05-01

ISBN：9787121313851

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書結閤國外模塊電源技術的發展動嚮及的應用實踐，在簡介DC/DC變換器與模塊電源的基礎上，係統地講述軟開關控製技術及電路分析、VICOR模塊電源、DC/DC模塊電源工程應用、係統電源架構及模塊電源應用電路實例等內容。本書題材新穎實用，內容豐富，深入淺齣，文字通俗，具有很高的實用價值，是從事模塊電源設計與應用工程技術人員的讀物。

內容提要

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本書結閤國外模塊電源技術的發展動嚮及的應用實踐，在簡介DC/DC變換器和模塊電源的基礎上，係統地講述瞭軟開關控製技術及電路分析、VICOR模塊電源、DC/DC模塊電源工程應用、係統電源架構及模塊電源應用電路實例等內容，題材新穎實用，內容豐富，深入淺齣，文字通俗，具有很高的實用價值，是從事模塊電源設計與應用的工程技術人員的讀物。

目錄

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作者介紹

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周誌敏，1985年畢業於哈爾濱建築大學（現為哈爾濱工業大學）電氣自動化專業，1985年8月在黑龍江省榮軍電力公從事技術工作，1987年5月在山東萊蕪鋼鐵集團裝工程處從事技術工作，1990年12月在山東萊蕪鋼鐵集團公設計院從事電氣自動化設計工作，1999年8月在山東萊蕪鋼鐵集團公動力部從事技術管理和開發工作。

文摘

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序言

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《功率電子學實用技術：從理論到實踐的深度解析》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的功率電子學學習框架，涵蓋從基礎理論到實際應用的關鍵技術和設計理念。全書圍繞如何高效、可靠地將電能進行轉換、控製和分配展開，為工程師、技術人員和相關專業學生提供一份詳實的參考指南。 第一部分：功率電子學基礎理論與器件 本部分將係統梳理功率電子學的核心概念，並詳細介紹構成功率電子變換器基石的關鍵器件。 功率變換的基本原理： 直流-直流變換 (DC-DC Conversion): 深入剖析Buck（降壓）、Boost（升壓）、Buck-Boost（升降壓）等基本拓撲的原理，講解其電壓/電流變換機製，穩態分析，以及瞬態響應特性。詳細闡述PWM（脈衝寬度調製）控製在DC-DC變換中的作用，包括不同調製策略（如電壓模式、電流模式）的優缺點及適用場景。 直流-交流變換 (DC-AC Conversion) / 逆變 (Inversion): 講解單相和三相逆變器的基本結構和工作原理，分析SPWM（正弦脈衝寬度調製）等控製方法的實現，以及諧波抑製的技術。討論諧振逆變器的優勢與局限。 交流-直流變換 (AC-DC Conversion) / 整流 (Rectification): 介紹無控整流（半波、全波）、半控整流（帶可控整流器件）和全控整流（如PWM整流）的原理。重點解析PWM整流器在功率因數校正（PFC）和雙嚮功率流動方麵的優勢。 交流-交流變換 (AC-AC Conversion): 講解直接和間接AC-AC變換器的原理，如AC調壓器和矩陣變換器，並分析其應用。 核心功率器件詳解： 二極管 (Diodes): 涵蓋整流二極管、肖特基二極管（Schottky Diode）和快恢復二極管（Fast Recovery Diode）等，分析其正嚮導通壓降、反嚮恢復特性、耐壓和電流能力。 晶閘管 (Thyristors/SCRs): 詳細講解普通晶閘管、門極可關斷晶閘管（GTO）、雙嚮晶閘管（TRIAC）等的工作原理、觸發方式、關斷機製，以及在較高功率應用中的特點。 功率 MOSFET (Power MOSFETs): 深入解析其工作原理，包括導通電阻（Rds(on)）、柵極電荷（Qg）、開關損耗、以及不同類型的MOSFET（如N溝道、P溝道，以及超結MOSFET）的性能差異。 絕緣柵雙極型晶體管 (IGBTs): 解釋IGBT的混閤結構，分析其低導通壓降和高開關速度的摺衷，以及與MOSFET和BJT在不同應用場景下的對比。 碳化矽 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 器件： 介紹第三代寬禁帶半導體材料的優勢，如更高的耐壓、更低的損耗、更高的工作溫度和頻率，並探討其在高性能功率電子係統中的應用前景。 第二部分：功率變換器設計與分析 本部分將聚焦於功率變換器的設計方法、性能評估和關鍵參數的優化。 變換器拓撲結構： 基本拓撲的擴展與改進： 在Buck、Boost等基礎拓撲的基礎上，介紹移相橋式（Phase Shifted Full Bridge）、LLC諧振變換器、反激（Flyback）、正激（Forward）、推挽（Push-Pull）等常用拓撲的原理和特點。 諧振變換器： 詳細講解零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）在諧振變換器中的實現，以及其降低開關損耗、提高效率的機製。重點分析LLC諧振變換器在隔離式DC-DC電源中的優勢。 多電平變換器： 介紹NPC（中點箝位）、Flying Capacitor（飛跨電容）和Cascaded（級聯）等拓撲，以及它們在提高輸齣電壓質量、降低器件電壓應力方麵的作用，特彆是在高壓大功率應用中。 變換器性能分析： 穩態分析 (Steady-State Analysis): 講解如何通過基爾霍夫定律、平均模型等方法分析變換器的輸齣電壓、電流關係，以及效率。 動態分析 (Dynamic Analysis): 分析變換器在負載變化、輸入電壓變化時的瞬態響應，理解控製環路的穩定性。 損耗分析 (Loss Analysis): 詳細劃分導通損耗、開關損耗、磁性元件損耗（鐵損、銅損）等，並提供減小損耗的策略。 效率優化： 探討如何通過器件選擇、拓撲改進、控製策略優化、散熱設計等手段提升變換器整體效率。 磁性元件設計 (Magnetic Component Design): 變壓器設計： 講解變壓器參數（匝數比、電感量）、磁芯材料（鐵氧體、非晶閤金、納米晶）、工作頻率對損耗和尺寸的影響。 電感器設計： 分析濾波電感和儲能電感的計算方法，包括電感量、飽和電流、直流電阻（DCR）等關鍵參數。 漏感與耦閤電感： 討論漏感在諧振變換器中的作用，以及耦閤電感在隔離和實現特定功能（如能量反饋）中的應用。 第三部分：控製策略與環路設計 本部分將深入探討功率變換器的控製技術，以及保證係統穩定運行的關鍵。 基礎控製技術： PWM 控製： 詳細講解電壓模式控製、電流模式控製（峰值電流控製、平均電流控製）的原理、優缺點，以及在不同拓撲中的實現。 滯環控製 (Hysteretic Control): 介紹其簡單易實現的特點，以及在某些應用中的局限性。 高級控製策略： PI/PID 控製器設計： 講解如何設計補償網絡，分析環路增益、相裕，以確保係統的穩定性和動態性能。 頻率補償技術： 介紹如何通過增加零極點來改善環路響應。 數字控製： 探討在微控製器（MCU）或DSP上實現功率變換器控製的優勢，包括靈活性、集成度和多功能性。講解數字控製中的采樣、量化、數字濾波器設計等。 保護與安全設計： 過流保護 (OCP): 講解限流、過流關斷等保護機製。 過壓保護 (OVP) / 欠壓保護 (UVP): 確保輸齣電壓在安全範圍內。 過溫保護 (OTP): 通過溫度傳感器監控，防止器件過熱。 短路保護 (SCP): 應對瞬時短路情況。 軟啓動 (Soft Start): 避免啓動瞬間的大電流衝擊。 第四部分：功率變換器的應用實例分析 本部分將結閤實際應用，展示功率電子學理論在工程實踐中的應用，通過具體的案例加深讀者理解。 電源適配器與充電器： 消費電子産品適配器： 分析通用AC-DC適配器的設計要求（效率、尺寸、成本、安全性），重點解析反激、QR（準諧振）、LLC等拓撲的應用。 手機、筆記本電腦快速充電器： 討論USB PD（Power Delivery）等快充協議，以及實現高功率密度和多協議兼容的設計挑戰。 電動汽車充電器： 探討DC-DC和AC-DC變換器在車載充電機（OBC）和外部充電樁中的作用，以及對效率、功率因數和可靠性的嚴苛要求。 LED 照明驅動： 分析LED驅動電源的設計要點，包括恒流控製、調光（PWM調光、模擬調光）、功率因數校正。 介紹不同LED驅動拓撲，如降壓型、升壓型、升降壓型以及隔離式拓撲在LED照明中的應用。 服務器電源與數據中心供電： 講解高效率、高功率密度服務器電源（如80 Plus認證）的設計關鍵，包括PFC、DC-DC變換器、冗餘設計。 探討數據中心供電係統的架構和趨勢。 電機驅動係統： 直流電機驅動： 介紹H橋、PWM斬波電路在直流電機速度控製中的應用。 交流電機驅動： 詳細講解三相逆變器在感應電機、同步電機（包括永磁同步電機PMSM）中的應用，以及V/f控製、矢量控製（FOC）等控製方法。 不間斷電源 (UPS) 係統： 分析在綫式、後備式、在綫互動式UPS的結構和工作原理。 重點講解UPS中AC-DC（整流）、DC-DC（電池充電/升壓）和DC-AC（逆變）變換器的設計和集成。 第五部分：電磁兼容性 (EMC) 與熱管理 EMC 設計： 輻射與傳導乾擾： 分析功率變換器産生電磁乾擾的來源，如開關瞬態、高頻電流環路。 濾波技術： 講解輸入/輸齣濾波器、共模/差模濾波器的設計原則，以及 EMI 抑製元件（如磁珠、壓敏電阻）的應用。 PCB 布局與布綫： 強調關鍵電流路徑的短而寬設計，以及接地技術的考量。 屏蔽與接地： 介紹有效的屏蔽和接地方法，以降低電磁輻射。 熱管理 (Thermal Management): 熱傳遞機製： 講解傳導、對流、輻射三種熱傳遞方式。 散熱器設計： 如何根據器件功耗選擇閤適的散熱器，以及自然對流與強製風冷。 PCB 熱設計： 利用銅箔麵積、過孔等方式輔助散熱。 器件過熱保護： 確保器件在安全溫度範圍內工作。 結論 本書通過理論與實踐相結閤的方式，係統性地闡述瞭功率電子學的關鍵技術和設計要點。從基礎理論到器件選型，從拓撲選擇到控製策略，再到實際應用案例分析，力求為讀者構建完整的知識體係，幫助讀者理解並掌握設計高效、可靠的功率電子係統的核心能力。通過對本書的學習，讀者將能更好地應對實際工程項目中的挑戰，並推動功率電子技術的進步。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我驚喜的是它對於一些“軟”設計要素的關注，不僅僅是技術參數的堆砌，還包含瞭對成本控製、可靠性設計以及EMC/EMI設計標準的解讀。在講解外圍電路時，作者並沒有迴避在實際生産中可能遇到的各種挑戰，例如元器件的穩定性、環境溫度對性能的影響等，並提齣瞭相應的解決方案。書中關於電源效率優化的章節，也提供瞭一些不常見的思路和技巧，對於如何在有限的空間和成本內實現更高的能源利用率，提供瞭很好的藉鑒。此外，書中對一些新興的電源技術和發展趨勢也有所提及，這讓我對行業未來的發展方嚮有瞭更清晰的認識。這本書的價值在於，它不僅教授瞭“如何做”，更重要的是教會瞭“為什麼這樣做”，以及“如何做得更好”。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初次接觸模塊電源設計的工程師，這本書給瞭我巨大的幫助。它的語言風格非常易懂，即使是對於一些相對復雜的概念，作者也能夠用清晰的比喻和圖示來解釋，讓我能夠快速掌握核心要點。尤其是關於保護電路的設計，書中詳細介紹瞭過壓、過流、過溫等保護機製的實現方法，以及如何選擇閤適的保護元件，這對於確保電源係統的穩定性和安全性至關重要。另外，書中還提供瞭一些實用的設計工具和軟件的介紹，雖然沒有具體操作演示，但方嚮性的指引非常有價值。我感覺這本書就像一個經驗豐富的前輩，耐心地指導我一步步走進模塊電源設計的大門，讓我少走瞭很多彎路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的亮點在於其豐富的應用實例，它不僅僅停留在理論講解層麵，而是將復雜的理論知識落到瞭實處。書中選取瞭多種實際應用場景下的模塊電源設計，從工業自動化控製到消費電子産品，再到新能源領域，每個案例都涉及到瞭具體的電路拓撲選擇、關鍵器件的參數計算、以及PCB布局布綫技巧。我印象最深刻的是關於LED驅動電源的章節，它不僅講解瞭LED驅動的基本原理，還深入探討瞭如何通過外圍電路優化其散熱、提高效率、以及實現調光功能。書中給齣的PCB設計圖，特彆是針對高頻噪聲抑製的細節處理，對我很有啓發。總的來說，這本書提供瞭一個非常寶貴的實踐參考，讓我能夠將學到的理論知識與實際項目緊密結閤，避免瞭許多不必要的試錯。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己對模塊電源的設計思路有瞭更清晰的認識，特彆是它在講解一些關鍵的外圍電路時，比如濾波、保護以及穩壓電路，都給齣瞭非常詳實的設計考量。我尤其欣賞書中對於不同類型濾波電路的對比分析，無論是EMI濾波還是輸齣濾波，作者都詳細列齣瞭各種方案的優缺點、適用場景以及具體的元器件選型依據。書中給齣的計算公式和設計圖紙非常直觀，很容易就能對照著實際電路進行理解和驗證。而且，很多案例都涵蓋瞭從需求分析到最終成品實現的完整過程，讓我能夠看到一個成熟的模塊電源設計是如何一步步形成的，這對於我今後的項目開發非常有指導意義。雖然我之前也接觸過一些電源設計方麵的資料，但這本書在講解復雜電路的時候，能夠把背後的原理講得如此透徹，並且結閤實際的元器件特性來分析，這確實是我目前看到過最全麵、最實用的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排非常閤理，從基礎概念的鋪墊，到關鍵外圍電路的深度剖析，再到具體的應用案例，層層遞進，邏輯性很強。我特彆喜歡書中對不同封裝形式元器件在電路設計中影響的分析，例如MOSFET的封裝對散熱和寄生參數的影響，以及電容的ESR和ESL在不同應用場景下的考量。這些細節的講解，往往是在其他書籍中容易被忽略的，但對於實際的電源設計卻至關重要。書中還對一些常見的設計誤區進行瞭提醒和糾正，這對於避免項目中的潛在問題非常有幫助。總的來說，這本書的深度和廣度都做得相當不錯，是一本值得反復研讀的參考書。