正版 模塊電源外圍電路設計要點及應用實例 周誌敏著 9787121313851 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

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
• 周誌敏
• 電子工程
• 電源技術
• 電路設計
• 9787121313851

店鋪： 博古通今圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121313851

商品編碼：29686488617

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

---

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

---

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

---

作者介紹

---

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司從事技術工作，1987年5月在山東萊蕪鋼鐵集團公司安裝工程處從事技術工作，1990年12月在山東萊蕪鋼鐵集團公司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司動力部從事技術管理和開發工作。

文摘

---

序言

---

《現代電子係統電源設計精要與實踐》 內容簡介： 本書聚焦於現代電子係統中至關重要的電源設計環節，深入剖析瞭各種類型電源的核心工作原理、關鍵設計要素、常見挑戰與解決方案，並結閤大量實際應用案例，為工程師提供瞭一套係統、全麵且極具實踐指導意義的電源設計方法論。本書旨在幫助讀者掌握高效、穩定、可靠的電源設計技巧，以應對日益復雜的電子産品設計需求。 第一章：電源設計基礎與發展趨勢 本章首先迴顧瞭電子電源的發展曆程，從早期的綫性電源到如今主流的開關電源，闡述瞭各自的優勢與局限性。接著，詳細介紹瞭電源設計的幾個基本概念，包括電壓、電流、功率、效率、穩壓精度、紋波與噪聲、瞬態響應等關鍵指標，並解釋瞭這些指標在不同應用場景下的重要性。 隨後，本章深入探討瞭當前電子電源設計的發展趨勢。特彆關注瞭以下幾個方麵： 高頻化與小型化： 隨著電子産品集成度的不斷提高和對體積的嚴苛要求，開關電源的開關頻率日益提升，這使得器件尺寸得以減小，整體效率也得以提升。本章會分析高頻設計對元器件選擇、PCB布局、電磁兼容（EMC）等方麵帶來的挑戰，並提供相應的優化策略。 高效率與節能化： 全球日益嚴格的能源法規以及用戶對設備續航能力的需求，使得電源效率成為設計的重中之重。本章將重點介紹各種提高電源效率的技術，如同步整流、低損耗功率器件、輕載高效模式（如突發模式）、以及能量迴饋技術等。 智能化與集成化： 現代電子係統越來越傾嚮於采用集成化的電源解決方案，並賦予電源更多的智能化功能，如遠程監控、故障診斷、自適應調整等。本章會探討數字電源控製技術、PMBus等通信協議的應用，以及集成式電源管理芯片（PMIC）在設計中的優勢。 可靠性與安全性： 電子産品的可靠性直接關係到用戶體驗和製造商的聲譽。本章將詳細講解影響電源可靠性的因素，如元器件的壽命、熱管理、過壓/過流/過溫保護機製等，並介紹相關的國際安全標準和認證要求。 第二章：開關電源拓撲結構詳解 開關電源因其高效率和體積小的特點，已成為現代電子設備的首選。本章將係統梳理和深入分析各種主流的開關電源拓撲結構，並對其工作原理、優缺點、適用範圍進行詳盡闡述。 Buck (降壓) 變換器： 這是最基礎也是最常用的降壓拓撲，本章將詳細講解其工作過程，分析關鍵元器件（電感、電容、開關管、二極管）的作用，並討論其環路控製、瞬態響應等設計要點。 Boost (升壓) 變換器： 講解升壓變換器的工作原理，分析其與Buck變換器的主要區彆，並討論在設計中需要注意的功率限製和穩定性問題。 Buck-Boost (升降壓) 變換器： 介紹兩種主要的Buck-Boost拓撲（非隔離和隔離），分析其能夠輸齣高於或低於輸入電壓的特性，並討論其在設計中的復雜性和應用場景。 Cuk 變換器、SEPIC 變換器、Zeta 變換器： 這些拓撲結構具有一些特殊的優點，如隔離、容性耦閤等。本章將簡要介紹其工作原理和獨特之處。 隔離型開關電源拓撲： 反激 (Flyback) 變換器： 重點講解反激變換器的設計，包括變壓器設計、工作模式（斷連續模式 CCM 和斷續模式 DCM）、輸齣紋波控製等。這是在低功率應用中非常常見的拓撲。 正激 (Forward) 變換器： 介紹正激變換器的工作原理，分析其相較於反激變換器的優勢（如效率）和局限性，以及如何通過三極管或MOSFET實現。 半橋 (Half-Bridge) 變換器、全橋 (Full-Bridge) 變換器： 重點分析這兩種高效的隔離型拓撲，討論其功率傳輸能力、驅動復雜性、以及在較高功率應用中的優勢。 LLC 諧振變換器： 深入講解LLC諧振變換器的原理，特彆是其高頻軟開關特性，以及在服務器電源、LED照明電源等領域的廣泛應用。 移相全橋 (Phase-Shifted Full-Bridge) 變換器： 介紹移相控製技術在全橋變換器中的應用，如何實現零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS），進一步提高效率。 第三章：核心元器件選擇與設計 一個穩定可靠的電源離不開精心選擇的核心元器件。本章將針對構成開關電源的關鍵元器件，提供詳細的選擇指南和設計考量。 功率開關管 (MOSFET/IGBT)： 選型標準： 詳細講解如何根據電壓、電流、導通電阻（Rds(on)）、開關損耗、柵極電荷（Qg）、熱阻等參數來選擇閤適的功率器件。 驅動電路設計： 討論MOSFET/IGBT的柵極驅動電路設計，包括驅動電壓、驅動能力、驅動損耗、死區時間控製等，以保證器件的安全可靠工作。 散熱設計： 強調熱管理的重要性，介紹散熱片、導熱矽脂、風扇等散熱措施，以及如何計算器件的溫升。 電感器： 功能與分類： 解釋電感在儲能、濾波等方麵的作用，介紹不同類型的電感（功率電感、EMI濾波電感等）。 設計考量： 詳細分析電感的飽和電流、直流電阻（DCR）、交流損耗（AC Loss）、溫升等關鍵參數，以及如何根據工作電流、紋波電流、頻率等來選擇閤適的電感值和規格。 磁芯材料： 介紹鐵氧體、鐵粉芯、非晶閤金等不同磁芯材料的特性及其在不同頻率和溫度下的錶現。 電容器： 功能與分類： 講解輸入/輸齣濾波電容、儲能電容、旁路電容等的作用，介紹陶瓷電容、電解電容（鋁電解、固態）、薄膜電容等。 設計考量： 重點關注電容的等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、紋波電流承受能力、壽命、溫度特性等。 組閤應用： 討論如何通過並聯不同類型的電容來優化濾波效果和降低ESR。 二極管與整流橋： 肖特基二極管： 講解其低正嚮壓降和快速開關速度的優勢，以及在同步整流和輸齣整流中的應用。 快恢復二極管/超快恢復二極管： 分析其反嚮恢復時間（trr）對效率的影響。 整流橋： 介紹不同封裝和電流等級的整流橋，以及在AC-DC轉換中的應用。 變壓器與磁耦閤器： 設計原則： 詳細講解變壓器匝數比、磁芯選擇、綫徑計算、漏感控製、繞組布局等設計要點，特彆是在隔離型電源中的應用。 高頻變壓器設計： 探討在高頻工作下變壓器損耗的計算和優化，如集膚效應、鄰近效應等。 控製器IC： PWM控製器： 介紹主流的PWM控製器芯片，包括其工作模式（電壓模式、電流模式）、保護功能、軟啓動、頻率抖動等。 PFC控製器： 講解功率因數校正（PFC）的原理和不同控製方式（臨界導通模式 CCM、連續導通模式 DCM），以及PFC控製器的選型。 數字電源控製器： 探討基於微處理器的數字控製，實現更靈活的控製策略和智能化功能。 第四章：PCB布局與電磁兼容（EMC）設計 PCB布局和EMC設計是決定電源穩定性和可靠性的關鍵因素。本章將提供深入的指導。 PCB布局原則： 電流路徑優化： 強調短、寬、直的電流路徑設計，特彆是高頻大電流路徑，以減小寄生電感和電阻。 關鍵節點布局： 討論功率迴路、控製迴路、信號迴路的閤理分區和布局，避免交叉乾擾。 熱管理布局： 講解如何將發熱器件閤理布局，並預留散熱空間。 屏蔽與隔離： 討論如何通過PCB結構來提高EMI屏蔽效果。 電磁兼容（EMC）設計： EMI産生機製： 分析開關電源産生EMI的主要來源，如開關損耗、寄生電容/電感、高頻信號輻射等。 傳導乾擾抑製： 介紹EMI濾波器（L-C濾波、共模電感、Y電容）的設計和應用，以及如何選擇閤適的器件抑製傳導EMI。 輻射乾擾抑製： 講解如何通過PCB布局、器件封裝、屏蔽罩等手段來降低輻射EMI。 EMC測試與調試： 簡要介紹EMI/EMS測試的基本流程和常見問題。 第五章：保護與穩定控製 穩定的輸齣和完善的保護是電源設計的生命綫。本章將詳細介紹電源的穩定控製技術和各種保護功能。 反饋與環路穩定性： 電壓反饋與電流反饋： 講解兩種主要的反饋方式及其優缺點。 補償網絡設計： 深入分析TL431等基準源和誤差放大器的應用，以及如何通過補償元件（R、C）來確保控製環路的穩定性，並優化瞬態響應。 伯德圖分析： （可選，視讀者基礎）簡要介紹如何通過伯德圖來分析環路增益和相位裕度。 保護功能設計： 過壓保護（OVP）： 講解不同實現方式，如TL431鉗位、專用OVP IC等。 欠壓保護（UVP）： 確保設備在電壓過低時停止工作，防止損壞。 過流保護（OCP）： 介紹峰值電流限製、平均電流限製、逐周期限流等。 過溫保護（OTP）： 通過溫度傳感器監測，在溫度過高時觸發保護。 短路保護： 講解如何通過OCP和OVP來實現。 浪湧保護： 介紹TVS二極管、壓敏電阻等在防止外部浪湧衝擊中的應用。 軟啓動： 講解軟啓動的作用，以及如何通過增加啓動時的輸齣電壓上升速率來避免對後級電路造成衝擊。 第六章：實際應用案例分析 本章將通過一係列貼近實際的案例，將前幾章的理論知識轉化為實踐經驗。 案例一：手機充電器/適配器電源設計： 聚焦於小功率、高效率、低成本的AC-DC轉換器設計，重點分析反激拓撲、PWM控製、以及EMC和安全認證的考量。 案例二：LED照明驅動電源設計： 探討恒流輸齣電源的設計，包括LED的串並聯方式、恒流控製策略（如TL431/PWM控製）、以及高可靠性設計。 案例三：服務器電源/DC-DC模塊設計： 針對中高功率應用，深入分析LLC諧振變換器或移相全橋變換器的設計，以及高效率、高可靠性的實現。 案例四：消費電子産品內部電源設計： 以某款智能傢居設備為例，講解如何在有限空間內集成多個電壓軌的DC-DC轉換，以及如何考慮功耗和熱管理。 案例五：工業級電源設計： 重點關注電源的耐用性、抗乾擾能力、寬溫工作範圍以及冗餘設計。 第七章：電源測試與調試 本章將指導讀者如何對設計完成的電源進行全麵的測試與調試，以驗證其性能和可靠性。 基本測試項目： 靜態性能測試： 穩壓精度、負載調整率、電網調整率、紋波與噪聲測量。 動態性能測試： 瞬態響應測試（負載突變）、啓動時間測量。 效率測試： 在不同負載條件下測量電源效率。 專項測試： EMI/EMS測試： （簡介） 可靠性測試： 高低溫循環、濕度測試、振動測試等。 異常工況測試： 短路、過壓、過流、過溫保護觸發測試。 調試技巧： 故障排查方法： 結閤實際經驗，分享常見的電源故障原因及排查步驟。 示波器使用技巧： 如何準確測量紋波、噪聲、開關波形。 萬用錶及其他測試儀器： 附錄： 常用電源術語解釋 國際電源相關標準概覽 常用元器件參數對照錶 參考文獻 本書內容翔實，邏輯清晰，理論與實踐相結閤，適閤從事電子産品開發、電源設計、硬件工程等相關工作的工程師閱讀參考，也為高等院校電子工程專業學生提供瞭寶貴的學習資料。通過本書的學習，讀者將能夠係統掌握現代電子係統電源設計的核心技術，並能獨立解決實際設計中遇到的各種問題。

評分☆☆☆☆☆

對於我們這些需要進行嚴格可靠性認證的行業來說，設計的魯棒性（Robustness）比任何極緻的性能指標都更為重要。一個在實驗室環境下錶現完美的電源，在麵對寬溫、高濕、震動等惡劣工況時，很容易齣現性能漂移甚至失效。我希望這本書能在“應用實例”部分，不僅僅展示理想工作狀態下的波形，更能揭示那些導緻係統在極端條件下崩潰的“隱形殺手”。比如，輸入電壓範圍邊緣的欠壓鎖定（UVLO）閾值設置、輸齣過流保護（OCP）的響應速度與電感飽和的關聯、以及在不同溫度梯度下的器件老化對環路穩定性的微小影響。如果作者能用他豐富的經驗告訴我們，哪些看似微不足道的參數設置，在長期運行中會對係統的可靠性埋下禍根，並給齣規避這些風險的有效方法，那麼這本書就不僅僅是設計指南，更是一部關於“如何設計一個永不壞的電源”的實戰寶典。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究一個新的高頻隔離方案，目前的仿真結果雖然看起來不錯，但心裏總有一種不踏實的感覺，總覺得在實際的物理實現中會冒齣一些意想不到的毛病。市麵上很多電源設計書籍，要麼把重點放在拓撲結構本身，講得天花亂墜，但對具體元器件的參數匹配、散熱路徑的設計這些“髒活纍活”一帶而過；要麼就是隻關注理論推導，那些復雜的數學模型對解決眼前的熱穩定性和瞬態響應問題幫助有限。我翻閱這本書的目錄時，被其中涉及“瞬態響應優化”和“熱管理關鍵點”的章節吸引住瞭。我非常好奇作者是如何將這些理論知識轉化為具體可操作的步驟的。例如，在選擇輸齣濾波電感時，飽和電流和直流電阻之間的權衡，以及如何根據負載的動態特性來確定最佳的阻尼係數，這些都是需要豐富實踐纔能把握的微妙平衡。如果這本書能提供一些具體的案例分析，展示不同設計選擇如何影響最終的性能麯綫，那無疑能幫助我們這些從業者少走很多彎路，真正實現從“能跑起來”到“跑得好”的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對這種“要點及應用實例”類型的書籍總是抱有一種謹慎的樂觀態度。一方麵，實例是檢驗真理的唯一標準，沒有實際案例支撐的理論很容易變成空中樓閣；另一方麵，技術更新速度太快瞭，今天還是最優解的電路配置，明天可能就被新的半導體工藝和控製芯片所取代。所以我更看重的是這本書對設計哲學和底層原理的闡述，而不是簡單地羅列某幾款特定芯片的應用手冊。我希望能從中學習到一種係統的、可遷移的思維模式。比如，當麵臨一個全新的、沒有現成參考設計的應用場景時，我們應該從哪些維度去係統地評估外圍電路的各個模塊——從輸入端的浪湧抑製到輸齣端的精準穩壓，每一步的設計決策背後的邏輯是什麼？如果這本書能幫助讀者建立起這種“設計框架”，而非僅僅停留在“照貓畫虎”的層麵，那它就具備瞭長久的生命力，即便某些具體的元器件過時瞭，其蘊含的設計思想依然寶貴。

評分☆☆☆☆☆

這本厚厚的書光是拿到手裏，那份沉甸甸的分量感就讓人對接下來的閱讀充滿瞭期待。我一直覺得，電源設計這塊領域，很多時候都是在細節裏見真章，而這本書似乎就是想把這些“見不得光”的細節都掰開瞭揉碎瞭講清楚。我記得我上次做項目的時候，為瞭解決一個看似簡單的紋波問題，在實驗室裏熬瞭好幾個通宵，最後發現竟然是某個看似不起眼的輸入電容選型齣瞭岔子。這本書如果能像它的名字暗示的那樣，把“外圍電路設計要點”講得深入透徹，那對於我們這些常年跟開關電源打交道的人來說，簡直是如獲至寶。我特彆關注它對EMC/EMI的處理策略，畢竟在實際産品中，電路闆上那點微小的噪聲，都可能在測試關卡成為一個巨大的攔路虎。如果它能提供一些經過實戰檢驗的布局和走綫建議，而不是空泛的理論堆砌，那這本書的價值就不僅僅是紙麵上的知識瞭，更是實打實的工程經驗。我希望它能像一位經驗豐富的老工程師坐在旁邊指導，而不是像一本冷冰冰的教科書，隻羅列公式和參數。

評分☆☆☆☆☆

我最近在嘗試將傳統的綫性穩壓器集成到更高功率密度的模塊中，發現在功耗控製和噪聲抑製之間找到瞭一個非常棘手的平衡點。綫性電路的優點是噪聲低、紋波小，但效率和散熱是硬傷，特彆是在大電流輸齣時，發熱量相當可觀。我一直想看看專業人士是如何在高功率密度要求下，巧妙地利用各種被動元件來優化這些傳統電路的性能。這本書如果能深入探討如何在保證低噪聲特性的前提下，進行高效的熱量導齣設計，或者提供一些混閤式電源拓撲的實踐經驗，那就太棒瞭。我尤其期待看到關於PCB闆材選擇對高頻信號完整性的影響分析，以及如何在多層闆設計中有效隔離敏感的控製迴路和高電流迴路的經驗分享。畢竟，在寸土寸金的現代電子産品中，每一平方毫米的PCB麵積都極其寶貴，如何用最經濟有效的方式布局電路，是衡量一個設計師功底的關鍵所在。