开关电源磁性元件理论及设计 9787512413146 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周洁敏，赵修科，陶思钰 著

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出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512413146

商品编码：29679039369

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：开关电源磁性元件理论及设计

定价：69.00元

作者：周洁敏,赵修科,陶思钰

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787512413146

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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百万人气社区电源网强力推荐，短期即可提高的技术用书
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　　《开关电源磁性元件理论及设计》系统介绍磁的基本理论知识，磁性材料的种类、特点及其选择方法和在开关电源中的应用与设计等。内容包括磁的基本理论与磁元件、磁性材料的基本参数及磁特性测量、开关电源中常用的磁性材料、线圈、磁芯的工作状态、高频变压器设汁的基本问题、电感设计、特殊磁元件设计、平面磁元件、磁集成技术和磁性元件的温升、绝缘及电气特性测试。在《开关电源磁性元件理论及设计》的*后还附有磁元件没计数据，以方便读者学习使用。
　　《开关电源磁性元件理论及设计》可供从事开关电源研发设计人员，以及从事电气工程自动化的设备制造与维修的工程技术人员和工程管理人员阅读和参考。

内容提要

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《开关电源磁性元件理论及设计》系统介绍磁的基本理论知识，磁性材料的种类、特点及其选择方法和在开关电源中的应用与设计等。内容包括磁的基本理论与磁元件、磁性材料的基本参数及磁特性测量、开关电源中常用的磁性材料、线圈、磁芯的工作状态、高频变压器设计的基本问题、电感设计、特殊磁元件设计、平面磁元件、磁集成技术和磁性元件的温升、绝缘及电气特性测试。在《开关电源磁性元件理论及设计》的后还附有磁元件设计数据，以方便读者学习使用。
　　《开关电源磁性元件理论及设计》可供从事开关电源研发设计人员，以及从事电气工程自动化的设备制造与维修的工程技术人员和工程管理人员阅读和参考。

目录

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章磁的基础理论与磁元件
1.1磁场的发现和产生
1.2磁的单位和电磁基本定律
1.2.1磁感应强度
1.2.2磁通
1.2.3磁导率和磁场强度
1.2.4安培环路定律
1.2.5电磁感应定律
1.2.6电磁能量关系
1.3电路中的磁性元件
1.3.1自感
1.3.2互感
1.3.3变压器
1.4磁元件的磁路分析
1.4.1磁路的欧姆定律
1.4.2带有气隙的串联磁路分析
1.4.3并联磁路分析
1.4.4变压器的等效磁路模型
1.5典型磁元件的磁势分析
1.5.1环形磁芯的漏磁分析
1.5.2E形磁芯磁场和等效磁路
本章小结

第2章磁性材料的基本参数及磁特性测量
2.1磁性材料的基本特性
2.2磁性材料的基本参数
2.2.1与磁化特性曲线相关的参数
2.2.2磁导率
2.2.3与磁芯损耗相关的参数
2.2.4居里温度和磁导率的比温度系数
2.2.5磁导率的时间减落因数
2.2.6功率损耗密度
2.3磁芯损耗
2.3.1磁化能量和磁滞损耗
2.3.2涡流损耗
2.3.3剩余损耗
2.3.4磁芯损耗的计算
2.3.5利用磁性材料性能图表进行损耗计算
2.4磁化曲线的测量和显示
2.4.1测试原理和电路
2.4.2测量误差分析
2.4.3磁化曲线的显示
2.5动态磁化
2.5.1动态磁化过程
2.5.2高频下的磁化曲线
本章小结

第3章开关电源中常用的磁性材料
3.1软磁材料的重要指标
3.2软磁铁氧体材料
3.2.1铁氧体的组成和基本特性
3.2.2铁氧体应用参数
3.3合金磁材料
3.3.1概述
3.3.2硅钢片
3.3.3坡莫合金磁性材料
3.3.4非晶合金和微晶合金
3.4金属磁粉芯磁性材料
3.4.1概述
3.4.2磁粉芯类别
3.4.3使用无机物粘结剂金属粉芯材料
本章小结

第4章线圈
4.1集肤效应
4.1.1高频电流引起的集肤效应
4.1.2集肤效应的定量分析
4.1.3交直流电阻比与线径和频率的关系
4.1.4矩形波电流产生的集肤效应
……
第5章磁芯的工作状态
第6章高频变压器设计的基本问题
第7章电感设计
第8章特殊磁元件设计
第9章平面磁元件
0章磁集成技术
1章温升、绝缘及电气特性测试

作者介绍

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周洁敏，教授，电源网专家，南京航空航天大学民航学院。1965年8月出生；1982年考入南京航空学院航空电气工程专业：1986年、1989年毕业于该专业的本科和硕士研究生：1989年3月，分配到机电部南京第十四研究所机载部电源室工作，先后任电源室专业组长和副主任；1995年5月调入南京航空航天大学民航学院工作，曾任民航电子电气工程系主任。2004年晋升为教授。

文摘

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序言

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《电子设计自动化：原理与应用》 内容简介 在当今瞬息万变的电子技术领域，随着集成电路的集成度不断提高，电路设计的复杂度呈指数级增长。传统的手工绘制电路图和布线方式已远远无法满足现代电子产品开发的需求。电子设计自动化（EDA）技术应运而生，它凭借强大的自动化工具和高效的设计流程，极大地提升了电子产品开发的效率、准确性和可靠性，成为现代电子工程不可或缺的核心技术。 本书《电子设计自动化：原理与应用》旨在系统深入地介绍EDA技术的核心概念、关键原理、主流工具以及在实际电子产品设计中的应用。全书内容涵盖了从基础的数字逻辑设计到复杂的系统级设计，力求为读者提供一个全面而扎实的EDA知识体系。 第一部分：EDA基础理论与流程 本部分将首先勾勒出EDA的整体图景。我们将从EDA的定义、发展历程及其重要性入手，阐述EDA技术如何颠覆传统的电子设计模式，以及它在推动集成电路产业发展中的关键作用。随后，我们将详细介绍一个典型的EDA设计流程，包括需求分析、逻辑设计（RTL设计）、仿真验证、综合、布局布线（Place & Route）、时序分析、物理验证（DRC、LVS）以及最终的版图生成等关键环节。我们会深入探讨每个环节的目的、主要任务以及常用的方法和技术。 逻辑设计（RTL设计）：这是EDA流程的核心起点。我们将详细讲解硬件描述语言（HDL），重点介绍Verilog和VHDL两种主流HDL的语法、结构、常用语句和设计风格。通过大量的实例，演示如何使用HDL来描述数字电路的功能，从简单的组合逻辑（如加法器、译 ক্রমবর্ধমান逻辑（如触发器、寄存器、计数器）到更复杂的模块（如状态机、微处理器控制器）。我们将强调代码的可读性、模块化设计和可综合性原则，引导读者写出高质量的RTL代码。 仿真验证：“验证是设计的灵魂”。本部分将深入探讨仿真验证的重要性、不同类型的仿真（如行为级仿真、寄存器传输级仿真、门级仿真）及其各自的适用场景。我们将介绍各种仿真技术，包括事件驱动仿真、时序仿真等，并重点讲解如何编写有效的测试平台（Testbench）来驱动被测设计（DUT）并检查其输出是否符合预期。读者将学习如何利用仿真来发现并修复RTL设计中的逻辑错误。 逻辑综合：将抽象的RTL代码转化为实际的门级网表是逻辑综合的任务。我们将解析综合的目标，即在满足时序、面积和功耗约束的前提下，生成优化的门级网表。读者将了解各种综合算法和技术，如逻辑优化、寄存器复制、时钟门控等，并学习如何有效地使用综合工具，调整约束条件以获得最优的综合结果。 第二部分：EDA工具与技术详解 本部分将聚焦于EDA工具的实际操作和关键技术。我们将介绍目前业界主流的EDA工具厂商及其代表性产品，并以一个或多个常用工具链为例，详细演示实际的设计操作。 主流EDA工具介绍：我们将简要介绍Cadence (Virtuoso, Genus, Innovus)，Synopsys (Design Compiler, VCS, IC Compiler II)，以及Xilinx (Vivado) 等业界领先的EDA工具套件，并简述它们在不同设计阶段的应用。 RTL设计与仿真实践：我们将提供使用Verilog/VHDL进行RTL设计，并结合主流仿真器（如VCS, ModelSim/QuestaSim）进行功能验证的详细步骤和实例。这包括项目创建、文件管理、编写RTL代码、编写Testbench、运行仿真、查看波形以及调试等。 逻辑综合与优化实践：我们将演示如何使用综合工具（如Genus, Design Compiler）将RTL代码综合成门级网表，以及如何通过调整设计约束（SDC文件）来优化设计的时序、面积和功耗。读者将学习如何分析综合报告，识别设计瓶颈，并进行有针对性的优化。 布局布线（Place & Route）：对于集成电路设计而言，布局布线是至关重要的一环。我们将详细讲解布局布线的概念和流程，包括物理布局（Placement）、时钟树综合（CTS）、布线（Routing）以及后布局布线优化。我们将介绍这些环节面临的挑战，如布线拥塞、时序违例、功耗热点等，并阐述EDA工具如何通过各种算法来解决这些问题。 静态时序分析（STA）：在高速数字电路设计中，静态时序分析是保证电路正常工作的关键。我们将深入讲解STA的原理，包括建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）、时钟偏移（Clock Skew）、时钟抖动（Clock Jitter）等概念。读者将学习如何阅读和理解STA报告，找出时序违例，并掌握各种时序修复技术。 物理验证（DRC & LVS）：在流片前，必须进行严格的物理验证以确保制造的可行性。我们将详细介绍设计规则检查（DRC）和设计规则检查（LVS）的意义和作用。DRC用于检查版图是否符合制造厂的工艺规则，以避免制造缺陷；LVS用于比较提取的版图网表与原始的逻辑网表是否一致，以确保设计的准确性。 第三部分：EDA在特定领域的应用 本部分将展示EDA技术在不同电子设计领域的具体应用，帮助读者了解EDA的广泛影响力和实际价值。 FPGA设计流程：我们还将详细介绍基于FPGA（现场可编程门阵列）的设计流程，包括使用HDL进行设计、使用FPGA开发工具（如Vivado, Quartus）进行综合、映射、布局布线和比特流生成。我们将重点讲解FPGA的架构特点、资源分配以及在FPGA设计中需要注意的特殊问题。 SoC（片上系统）设计：随着电子产品功能日益复杂，SoC设计成为主流。我们将探讨SoC设计的挑战，包括IP集成、总线协议、功耗管理、验证复杂性等，以及EDA工具在SoC设计中的作用，例如IP库管理、IP集成平台、系统级验证等。 低功耗设计：在移动设备和物联网等领域，低功耗设计是核心需求。我们将介绍EDA工具如何支持低功耗设计，包括时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）、动态电压频率调整（DVFS）等技术，以及如何在设计流程中集成这些低功耗优化手段。 验证方法学：随着设计规模的增大，验证的复杂性也随之提高。我们将探讨更高级的验证方法学，如UVM（Universal Verification Methodology），介绍其在构建可重用、高效验证环境方面的优势，以及EDA工具如何支持这些先进的验证方法。 本书特色 理论与实践相结合：本书不仅深入讲解EDA背后的理论原理，更注重通过大量的实例演示和实际操作指导，帮助读者将理论知识转化为实践技能。 结构清晰，循序渐进：全书内容组织合理，从基础概念到高级应用，循序渐进，适合不同层次的读者。 强调可综合性与设计效率：在讲解HDL设计时，始终强调代码的可综合性和良好的设计风格，以提高设计效率和产出质量。 关注业界最新发展：本书在内容上紧跟EDA技术的最新发展趋势，为读者提供前沿的知识。 目标读者 本书适合以下读者： 高等院校电子工程、微电子学、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生。 从事集成电路设计、FPGA设计、数字系统设计的工程师。 对电子设计自动化技术感兴趣的业余爱好者和技术人员。 通过学习本书，读者将能够深刻理解EDA技术的精髓，熟练掌握主流EDA工具的使用，并能有效地应用于实际的电子产品设计中，从而在快速发展的电子技术领域取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

关于设计实践部分，我对比了好几本同类的专业书籍，这本书在案例的复杂度和贴近性上做得尤为突出。它没有满足于设计一个最简单的反激式（Flyback）电源，而是深入探讨了更具挑战性的正激（Forward）和半桥（Half-Bridge）拓扑中，磁性元件的特殊设计考量。比如，在设计高功率密度电源时，散热和温升管理是核心痛点。这本书专门开辟了章节来讲解如何通过优化绕组结构（如箔绕、Litz线的使用）来降低集肤效应和邻近效应带来的损耗，并提供了详细的计算步骤和软件辅助验证的思路。我注意到，它在介绍如何处理变压器漏感和耦合电感的设计时，加入了“多物理场耦合”的思维导图，虽然这部分内容对新手可能略显烧脑，但对于追求极致性能的设计师来说，无疑是提供了更深层次的优化方向。这种既有广度又有深度的内容组织，让人感觉作者是真正经历过复杂项目并积累了大量经验的专家。

评分☆☆☆☆☆

从结构逻辑和阅读流畅性来看，这本书的编排也体现了作者对学习者心智模型的深刻理解。它遵循的是一个非常线性的、由浅入深的学习路径。开篇用了大量的篇幅来统一“磁学基础”和“电路理论”之间的术语和概念，避免了读者在跨学科知识点上产生理解偏差。随后，才逐步过渡到变压器、电感器的详细设计参数计算。最让我感到惊喜的是，它在讲解饱和问题时，不仅分析了DC偏磁，还特别强调了高频工作下瞬态饱和对电路稳定性的影响，并给出了在磁通密度波形上识别潜在危险区域的方法。这种对“细节决定成败”的关注，贯穿了全书。相较于一些只侧重于“如何算”而忽略“为什么这么算”的书籍，本书在理论推导和工程应用之间的平衡掌握得极为到位，读起来有一种层层剥开迷雾的感觉，让人信心倍增，觉得复杂的磁性元件设计似乎也没那么遥不可及了。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书后，我立刻翻阅了前几章，主要关注的是它对基础概念的阐述方式。坦白说，有些老教材在讲解磁性元件时，会直接堆砌一堆高深的数学公式，让人望而生畏。这本书的优势似乎在于，它努力将那些抽象的物理现象和工程实际联系起来。例如，它在讲解铁氧体磁芯损耗模型时，不仅给出了公式，还通过曲线图直观地展示了频率和温升对损耗的影响，这一点对于我这种需要优化开关电源效率的工程师来说，简直是福音。此外，书中对磁芯材料的选择标准，如居里温度、饱和磁通密度、以及不同工作点下的损耗特性，描述得非常细致，提供了大量可供参考的数据表格。我特别欣赏它在讨论“寄生参数”时所采取的视角——不只是罗列这些参数，而是深入分析了它们在实际电路工作时可能导致的谐振和过冲问题，并给出了具体的抑制方法，这比很多只停留在理论层面的书籍要实用得多。这本书显然是面向实际应用场景编写的，而不是纯粹的学术论文汇编。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计确实挺吸引人的，封面那种深沉的蓝色调，配上简洁的白色字体，一下子就给人一种专业、严谨的感觉。我拿到书的时候，首先就被它厚实的质感给震撼了，感觉内容肯定很扎实。内页的纸张选择也很考究，不反光，看起来很舒服，长时间阅读也不会太累眼睛。装订也很牢固，看得出来出版社在制作上是下了功夫的。特别是章节标题和图表的排版，设计得非常清晰明了，即便是像我这种初学者，也能很快找到自己想看的部分。不过话说回来，光是好看可不行，我更期待的是它内涵的深度。从目录上看，涉及的面很广，从基础的磁学理论到具体的变压器设计案例，似乎都涵盖进去了。我希望这本书在理论讲解上能做到深入浅出，不要让那些复杂的公式把人吓退，最好能多一些直观的例子来辅助理解，这样才能真正帮到我们这些在工程实践中摸爬滚打的人。总而言之，第一印象是相当不错的，一本值得放在书架上时常翻阅的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考资料和附录部分，也是一大亮点，看得出作者在资料搜集和整理上的用心程度。我看到它不仅列举了常用的设计规范和标准（比如一些国际电磁兼容性的相关要求），还提供了一些常用的磁芯厂家的数据手册索引和对比分析。这对于我们这些需要快速进行元件选型的人来说，省去了大量搜索和比对的时间。更实用的是，它在一些关键的设计流程末尾，附带了“常见问题与排查指南（Troubleshooting Guide）”，比如绕组过热的根本原因分析、磁芯出现异音的可能因素等，这些都是教科书里通常不会详细提及，但在实际调试中却至关重要的问题。总的来说，这本书与其说是一本理论教材，不如说更像是一本“高级工程师的实战手册”，它不仅教你如何设计，更教你如何预见问题、解决问题，这才是它真正宝贵的价值所在，绝对是电源设计领域不可多得的精品。