開關電源磁性元件理論及設計 9787512413146 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周潔敏，趙修科，陶思鈺 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 磁性元件
• 理論
• 設計
• 電力電子
• 電磁兼容
• SMPS
• 磁性設計
• 電源技術
• 高效率電源

店鋪： 一鴻盛世圖書專營店

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512413146

商品編碼：29679039369

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：開關電源磁性元件理論及設計

定價：69.00元

作者：周潔敏,趙修科,陶思鈺

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787512413146

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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百萬人氣社區電源網強力推薦，短期即可提高的技術用書
　　突破難點，深入淺齣磁性元件知識，深度透析工程技術原理
　　求於實踐，詳細剖析典型應用實例，力圖提升工程設計能力
　　設計寶典，依托作者深厚行業經驗，解讀工程應用設計難點
　　《開關電源磁性元件理論及設計》係統介紹磁的基本理論知識，磁性材料的種類、特點及其選擇方法和在開關電源中的應用與設計等。內容包括磁的基本理論與磁元件、磁性材料的基本參數及磁特性測量、開關電源中常用的磁性材料、綫圈、磁芯的工作狀態、高頻變壓器設汁的基本問題、電感設計、特殊磁元件設計、平麵磁元件、磁集成技術和磁性元件的溫升、絕緣及電氣特性測試。在《開關電源磁性元件理論及設計》的*後還附有磁元件沒計數據，以方便讀者學習使用。
　　《開關電源磁性元件理論及設計》可供從事開關電源研發設計人員，以及從事電氣工程自動化的設備製造與維修的工程技術人員和工程管理人員閱讀和參考。

內容提要

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《開關電源磁性元件理論及設計》係統介紹磁的基本理論知識，磁性材料的種類、特點及其選擇方法和在開關電源中的應用與設計等。內容包括磁的基本理論與磁元件、磁性材料的基本參數及磁特性測量、開關電源中常用的磁性材料、綫圈、磁芯的工作狀態、高頻變壓器設計的基本問題、電感設計、特殊磁元件設計、平麵磁元件、磁集成技術和磁性元件的溫升、絕緣及電氣特性測試。在《開關電源磁性元件理論及設計》的後還附有磁元件設計數據，以方便讀者學習使用。
　　《開關電源磁性元件理論及設計》可供從事開關電源研發設計人員，以及從事電氣工程自動化的設備製造與維修的工程技術人員和工程管理人員閱讀和參考。

目錄

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章磁的基礎理論與磁元件
1.1磁場的發現和産生
1.2磁的單位和電磁基本定律
1.2.1磁感應強度
1.2.2磁通
1.2.3磁導率和磁場強度
1.2.4安培環路定律
1.2.5電磁感應定律
1.2.6電磁能量關係
1.3電路中的磁性元件
1.3.1自感
1.3.2互感
1.3.3變壓器
1.4磁元件的磁路分析
1.4.1磁路的歐姆定律
1.4.2帶有氣隙的串聯磁路分析
1.4.3並聯磁路分析
1.4.4變壓器的等效磁路模型
1.5典型磁元件的磁勢分析
1.5.1環形磁芯的漏磁分析
1.5.2E形磁芯磁場和等效磁路
本章小結

第2章磁性材料的基本參數及磁特性測量
2.1磁性材料的基本特性
2.2磁性材料的基本參數
2.2.1與磁化特性麯綫相關的參數
2.2.2磁導率
2.2.3與磁芯損耗相關的參數
2.2.4居裏溫度和磁導率的比溫度係數
2.2.5磁導率的時間減落因數
2.2.6功率損耗密度
2.3磁芯損耗
2.3.1磁化能量和磁滯損耗
2.3.2渦流損耗
2.3.3剩餘損耗
2.3.4磁芯損耗的計算
2.3.5利用磁性材料性能圖錶進行損耗計算
2.4磁化麯綫的測量和顯示
2.4.1測試原理和電路
2.4.2測量誤差分析
2.4.3磁化麯綫的顯示
2.5動態磁化
2.5.1動態磁化過程
2.5.2高頻下的磁化麯綫
本章小結

第3章開關電源中常用的磁性材料
3.1軟磁材料的重要指標
3.2軟磁鐵氧體材料
3.2.1鐵氧體的組成和基本特性
3.2.2鐵氧體應用參數
3.3閤金磁材料
3.3.1概述
3.3.2矽鋼片
3.3.3坡莫閤金磁性材料
3.3.4非晶閤金和微晶閤金
3.4金屬磁粉芯磁性材料
3.4.1概述
3.4.2磁粉芯類彆
3.4.3使用無機物粘結劑金屬粉芯材料
本章小結

第4章綫圈
4.1集膚效應
4.1.1高頻電流引起的集膚效應
4.1.2集膚效應的定量分析
4.1.3交直流電阻比與綫徑和頻率的關係
4.1.4矩形波電流産生的集膚效應
……
第5章磁芯的工作狀態
第6章高頻變壓器設計的基本問題
第7章電感設計
第8章特殊磁元件設計
第9章平麵磁元件
0章磁集成技術
1章溫升、絕緣及電氣特性測試

作者介紹

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周潔敏，教授，電源網專傢，南京航空航天大學民航學院。1965年8月齣生；1982年考入南京航空學院航空電氣工程專業：1986年、1989年畢業於該專業的本科和碩士研究生：1989年3月，分配到機電部南京第十四研究所機載部電源室工作，先後任電源室專業組長和副主任；1995年5月調入南京航空航天大學民航學院工作，曾任民航電子電氣工程係主任。2004年晉升為教授。

文摘

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序言

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《電子設計自動化：原理與應用》 內容簡介 在當今瞬息萬變的電子技術領域，隨著集成電路的集成度不斷提高，電路設計的復雜度呈指數級增長。傳統的手工繪製電路圖和布綫方式已遠遠無法滿足現代電子産品開發的需求。電子設計自動化（EDA）技術應運而生，它憑藉強大的自動化工具和高效的設計流程，極大地提升瞭電子産品開發的效率、準確性和可靠性，成為現代電子工程不可或缺的核心技術。 本書《電子設計自動化：原理與應用》旨在係統深入地介紹EDA技術的核心概念、關鍵原理、主流工具以及在實際電子産品設計中的應用。全書內容涵蓋瞭從基礎的數字邏輯設計到復雜的係統級設計，力求為讀者提供一個全麵而紮實的EDA知識體係。 第一部分：EDA基礎理論與流程 本部分將首先勾勒齣EDA的整體圖景。我們將從EDA的定義、發展曆程及其重要性入手，闡述EDA技術如何顛覆傳統的電子設計模式，以及它在推動集成電路産業發展中的關鍵作用。隨後，我們將詳細介紹一個典型的EDA設計流程，包括需求分析、邏輯設計（RTL設計）、仿真驗證、綜閤、布局布綫（Place & Route）、時序分析、物理驗證（DRC、LVS）以及最終的版圖生成等關鍵環節。我們會深入探討每個環節的目的、主要任務以及常用的方法和技術。 邏輯設計（RTL設計）：這是EDA流程的核心起點。我們將詳細講解硬件描述語言（HDL），重點介紹Verilog和VHDL兩種主流HDL的語法、結構、常用語句和設計風格。通過大量的實例，演示如何使用HDL來描述數字電路的功能，從簡單的組閤邏輯（如加法器、譯 ক্রমবর্ধমান邏輯（如觸發器、寄存器、計數器）到更復雜的模塊（如狀態機、微處理器控製器）。我們將強調代碼的可讀性、模塊化設計和可綜閤性原則，引導讀者寫齣高質量的RTL代碼。 仿真驗證：“驗證是設計的靈魂”。本部分將深入探討仿真驗證的重要性、不同類型的仿真（如行為級仿真、寄存器傳輸級仿真、門級仿真）及其各自的適用場景。我們將介紹各種仿真技術，包括事件驅動仿真、時序仿真等，並重點講解如何編寫有效的測試平颱（Testbench）來驅動被測設計（DUT）並檢查其輸齣是否符閤預期。讀者將學習如何利用仿真來發現並修復RTL設計中的邏輯錯誤。 邏輯綜閤：將抽象的RTL代碼轉化為實際的門級網錶是邏輯綜閤的任務。我們將解析綜閤的目標，即在滿足時序、麵積和功耗約束的前提下，生成優化的門級網錶。讀者將瞭解各種綜閤算法和技術，如邏輯優化、寄存器復製、時鍾門控等，並學習如何有效地使用綜閤工具，調整約束條件以獲得最優的綜閤結果。 第二部分：EDA工具與技術詳解 本部分將聚焦於EDA工具的實際操作和關鍵技術。我們將介紹目前業界主流的EDA工具廠商及其代錶性産品，並以一個或多個常用工具鏈為例，詳細演示實際的設計操作。 主流EDA工具介紹：我們將簡要介紹Cadence (Virtuoso, Genus, Innovus)，Synopsys (Design Compiler, VCS, IC Compiler II)，以及Xilinx (Vivado) 等業界領先的EDA工具套件，並簡述它們在不同設計階段的應用。 RTL設計與仿真實踐：我們將提供使用Verilog/VHDL進行RTL設計，並結閤主流仿真器（如VCS, ModelSim/QuestaSim）進行功能驗證的詳細步驟和實例。這包括項目創建、文件管理、編寫RTL代碼、編寫Testbench、運行仿真、查看波形以及調試等。 邏輯綜閤與優化實踐：我們將演示如何使用綜閤工具（如Genus, Design Compiler）將RTL代碼綜閤成門級網錶，以及如何通過調整設計約束（SDC文件）來優化設計的時序、麵積和功耗。讀者將學習如何分析綜閤報告，識彆設計瓶頸，並進行有針對性的優化。 布局布綫（Place & Route）：對於集成電路設計而言，布局布綫是至關重要的一環。我們將詳細講解布局布綫的概念和流程，包括物理布局（Placement）、時鍾樹綜閤（CTS）、布綫（Routing）以及後布局布綫優化。我們將介紹這些環節麵臨的挑戰，如布綫擁塞、時序違例、功耗熱點等，並闡述EDA工具如何通過各種算法來解決這些問題。 靜態時序分析（STA）：在高速數字電路設計中，靜態時序分析是保證電路正常工作的關鍵。我們將深入講解STA的原理，包括建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）、時鍾偏移（Clock Skew）、時鍾抖動（Clock Jitter）等概念。讀者將學習如何閱讀和理解STA報告，找齣時序違例，並掌握各種時序修復技術。 物理驗證（DRC & LVS）：在流片前，必須進行嚴格的物理驗證以確保製造的可行性。我們將詳細介紹設計規則檢查（DRC）和設計規則檢查（LVS）的意義和作用。DRC用於檢查版圖是否符閤製造廠的工藝規則，以避免製造缺陷；LVS用於比較提取的版圖網錶與原始的邏輯網錶是否一緻，以確保設計的準確性。 第三部分：EDA在特定領域的應用 本部分將展示EDA技術在不同電子設計領域的具體應用，幫助讀者瞭解EDA的廣泛影響力和實際價值。 FPGA設計流程：我們還將詳細介紹基於FPGA（現場可編程門陣列）的設計流程，包括使用HDL進行設計、使用FPGA開發工具（如Vivado, Quartus）進行綜閤、映射、布局布綫和比特流生成。我們將重點講解FPGA的架構特點、資源分配以及在FPGA設計中需要注意的特殊問題。 SoC（片上係統）設計：隨著電子産品功能日益復雜，SoC設計成為主流。我們將探討SoC設計的挑戰，包括IP集成、總綫協議、功耗管理、驗證復雜性等，以及EDA工具在SoC設計中的作用，例如IP庫管理、IP集成平颱、係統級驗證等。 低功耗設計：在移動設備和物聯網等領域，低功耗設計是核心需求。我們將介紹EDA工具如何支持低功耗設計，包括時鍾門控（Clock Gating）、電源門控（Power Gating）、動態電壓頻率調整（DVFS）等技術，以及如何在設計流程中集成這些低功耗優化手段。 驗證方法學：隨著設計規模的增大，驗證的復雜性也隨之提高。我們將探討更高級的驗證方法學，如UVM（Universal Verification Methodology），介紹其在構建可重用、高效驗證環境方麵的優勢，以及EDA工具如何支持這些先進的驗證方法。 本書特色 理論與實踐相結閤：本書不僅深入講解EDA背後的理論原理，更注重通過大量的實例演示和實際操作指導，幫助讀者將理論知識轉化為實踐技能。 結構清晰，循序漸進：全書內容組織閤理，從基礎概念到高級應用，循序漸進，適閤不同層次的讀者。 強調可綜閤性與設計效率：在講解HDL設計時，始終強調代碼的可綜閤性和良好的設計風格，以提高設計效率和産齣質量。 關注業界最新發展：本書在內容上緊跟EDA技術的最新發展趨勢，為讀者提供前沿的知識。 目標讀者 本書適閤以下讀者： 高等院校電子工程、微電子學、計算機科學與技術等相關專業的本科生和研究生。 從事集成電路設計、FPGA設計、數字係統設計的工程師。 對電子設計自動化技術感興趣的業餘愛好者和技術人員。 通過學習本書，讀者將能夠深刻理解EDA技術的精髓，熟練掌握主流EDA工具的使用，並能有效地應用於實際的電子産品設計中，從而在快速發展的電子技術領域取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實挺吸引人的，封麵那種深沉的藍色調，配上簡潔的白色字體，一下子就給人一種專業、嚴謹的感覺。我拿到書的時候，首先就被它厚實的質感給震撼瞭，感覺內容肯定很紮實。內頁的紙張選擇也很考究，不反光，看起來很舒服，長時間閱讀也不會太纍眼睛。裝訂也很牢固，看得齣來齣版社在製作上是下瞭功夫的。特彆是章節標題和圖錶的排版，設計得非常清晰明瞭，即便是像我這種初學者，也能很快找到自己想看的部分。不過話說迴來，光是好看可不行，我更期待的是它內涵的深度。從目錄上看，涉及的麵很廣，從基礎的磁學理論到具體的變壓器設計案例，似乎都涵蓋進去瞭。我希望這本書在理論講解上能做到深入淺齣，不要讓那些復雜的公式把人嚇退，最好能多一些直觀的例子來輔助理解，這樣纔能真正幫到我們這些在工程實踐中摸爬滾打的人。總而言之，第一印象是相當不錯的，一本值得放在書架上時常翻閱的工具書。

評分☆☆☆☆☆

關於設計實踐部分，我對比瞭好幾本同類的專業書籍，這本書在案例的復雜度和貼近性上做得尤為突齣。它沒有滿足於設計一個最簡單的反激式（Flyback）電源，而是深入探討瞭更具挑戰性的正激（Forward）和半橋（Half-Bridge）拓撲中，磁性元件的特殊設計考量。比如，在設計高功率密度電源時，散熱和溫升管理是核心痛點。這本書專門開闢瞭章節來講解如何通過優化繞組結構（如箔繞、Litz綫的使用）來降低集膚效應和鄰近效應帶來的損耗，並提供瞭詳細的計算步驟和軟件輔助驗證的思路。我注意到，它在介紹如何處理變壓器漏感和耦閤電感的設計時，加入瞭“多物理場耦閤”的思維導圖，雖然這部分內容對新手可能略顯燒腦，但對於追求極緻性能的設計師來說，無疑是提供瞭更深層次的優化方嚮。這種既有廣度又有深度的內容組織，讓人感覺作者是真正經曆過復雜項目並積纍瞭大量經驗的專傢。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考資料和附錄部分，也是一大亮點，看得齣作者在資料搜集和整理上的用心程度。我看到它不僅列舉瞭常用的設計規範和標準（比如一些國際電磁兼容性的相關要求），還提供瞭一些常用的磁芯廠傢的數據手冊索引和對比分析。這對於我們這些需要快速進行元件選型的人來說，省去瞭大量搜索和比對的時間。更實用的是，它在一些關鍵的設計流程末尾，附帶瞭“常見問題與排查指南（Troubleshooting Guide）”，比如繞組過熱的根本原因分析、磁芯齣現異音的可能因素等，這些都是教科書裏通常不會詳細提及，但在實際調試中卻至關重要的問題。總的來說，這本書與其說是一本理論教材，不如說更像是一本“高級工程師的實戰手冊”，它不僅教你如何設計，更教你如何預見問題、解決問題，這纔是它真正寶貴的價值所在，絕對是電源設計領域不可多得的精品。

評分☆☆☆☆☆

從結構邏輯和閱讀流暢性來看，這本書的編排也體現瞭作者對學習者心智模型的深刻理解。它遵循的是一個非常綫性的、由淺入深的學習路徑。開篇用瞭大量的篇幅來統一“磁學基礎”和“電路理論”之間的術語和概念，避免瞭讀者在跨學科知識點上産生理解偏差。隨後，纔逐步過渡到變壓器、電感器的詳細設計參數計算。最讓我感到驚喜的是，它在講解飽和問題時，不僅分析瞭DC偏磁，還特彆強調瞭高頻工作下瞬態飽和對電路穩定性的影響，並給齣瞭在磁通密度波形上識彆潛在危險區域的方法。這種對“細節決定成敗”的關注，貫穿瞭全書。相較於一些隻側重於“如何算”而忽略“為什麼這麼算”的書籍，本書在理論推導和工程應用之間的平衡掌握得極為到位，讀起來有一種層層剝開迷霧的感覺，讓人信心倍增，覺得復雜的磁性元件設計似乎也沒那麼遙不可及瞭。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書後，我立刻翻閱瞭前幾章，主要關注的是它對基礎概念的闡述方式。坦白說，有些老教材在講解磁性元件時，會直接堆砌一堆高深的數學公式，讓人望而生畏。這本書的優勢似乎在於，它努力將那些抽象的物理現象和工程實際聯係起來。例如，它在講解鐵氧體磁芯損耗模型時，不僅給齣瞭公式，還通過麯綫圖直觀地展示瞭頻率和溫升對損耗的影響，這一點對於我這種需要優化開關電源效率的工程師來說，簡直是福音。此外，書中對磁芯材料的選擇標準，如居裏溫度、飽和磁通密度、以及不同工作點下的損耗特性，描述得非常細緻，提供瞭大量可供參考的數據錶格。我特彆欣賞它在討論“寄生參數”時所采取的視角——不隻是羅列這些參數，而是深入分析瞭它們在實際電路工作時可能導緻的諧振和過衝問題，並給齣瞭具體的抑製方法，這比很多隻停留在理論層麵的書籍要實用得多。這本書顯然是麵嚮實際應用場景編寫的，而不是純粹的學術論文匯編。