活學活用模擬技術：電源電路設計技巧 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 馬場清太郎 著，丁誌強 譯

圖書標籤:

• 模擬技術
• 電源電路
• 電路設計
• 仿真
• SPICE
• 電力電子
• 開關電源
• 電路分析
• 實用技巧
• 電子工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030374707

版次：1

商品编码：11281335

包装：平装

丛书名： 活学活用模拟技术

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸

页数：336

字数：420000

正文语种：中文

內容簡介

　　《活學活用模擬技術：電源電路設計技巧》從實際應用齣發，在介紹電源電路工作原理的同時，重點講解電源電路的設計方法和技巧。《活學活用模擬技術：電源電路設計技巧》主要介紹並聯穩壓器、三端穩壓器、LDO穩壓器、綫形穩壓器、開關穩壓器等設計要點，以及降壓型轉換器、開關電源、升壓型轉換器、反轉型轉換器及新型轉換器、DC-DC轉換器等設計方法。

作者簡介

　　馬場清太郎，1971年畢業於東京工業大學電子物理工學係
　　1971年至今就職於Maker，從事各種電子電路的設計，經常嚮《晶體管技術》雜誌投稿

內頁插圖

目錄

第1章 電源電路設計概要
1.1 電源電路正常運行纔能實現其功能
1.2 製作輸齣穩定電壓的電源電路
1.3 使用直流的兩種電源電路
1.4 設計實用電源係統須知
1.5 進行電源電路設計時有必要考慮負載的性質
1.6 直流穩定電源的發展趨勢
1.7 何謂理想的電源電路
1.8 電源電路的重要特性——效率
1.9 直流穩定電源設計的第一步是方式的選擇

第2章 並聯調節器
2.1 控製器件與負載並聯接入的並聯調節器
2.2 並聯調節器lC的使用方法
2.3 齊納二極管與並聯調節器IC的特性

第3章 三端調節器
3.1 串聯調節器簡介
3.2 典型的三端調節器
3.3 使用三端調節器IC時的注意事項
附錄 三端調節器的散熱設計

第4章 LDO調節器
4.1 輸入輸齣的電壓差小，LDO調節器也能運行
4.2 串聯調節器IC的使用方法
附錄 輸齣晶體管的接地形式

第5章 綫性調節器穩定運行
5.1 調節器産生振蕩的機理
5.2 調節器IC的振蕩原因
5.3 使調節器IC産生振蕩的實驗
附錄 波德圖的畫法

第6章 開關調節器的基礎
6.1 開關方式的特徵
6.2 基本結構與運行
6.3 損耗的原因與對策
6.4 開關調節器的種類
6.5 製作簡單的開關調節器

第7章 降壓型變換器的基本電路
7.1 降壓型變換器的電路
7.2 降壓型變換器的設計步驟
7.3 試製降壓型變換器
7.4 嘗試讓降壓型變換器運行
7.5 降壓型變換器實用化的條件

第8章 開關電源的電路形式
8.1 拓撲變換
8.2 電源電路的拓撲變換
8.3 各種電路的電壓轉換比
8.4 各種電路的特徵

第9章 降壓型變換器的實用電路
9.1 實用電源電路的功能
9.2 製作實用的降壓型變換器
9.3 基於功率MOSFET的實用降壓型變換器
9.4 目前采用的開關器件均是功率MOSFET
9.5 目前常用的降壓型變換器lC的例子

第10章 升壓型變換器的實用設計
10.1 升壓型變換器的設計方法
10.2 試製升壓型變換器
……

第11章 升降壓型變換器
第12章 反轉型變換器與新型變換器
第13章 DC-DC變換器與效率
第14章 高效率DC-DC變換器用lC
第15章 DC-DC變換器穩定運行
第16章 DC-DC變換器的高速控製
第17章 電感器與變壓器
第18章 電阻和電容器的基礎知識
第19章 電力半導體的基礎知識
第20章 印製電路闆的圖案設計
參考文獻

前言/序言

《活學活用模擬技術：電源電路設計技巧》 內容簡介 本書旨在為廣大電子工程師、技術愛好者以及相關專業的學生提供一本實用、易懂、深入的模擬電源電路設計指南。我們深知，在日新月異的電子技術領域，電源作為一切電子設備的“心髒”，其設計水平直接決定瞭産品的性能、可靠性、效率乃至成本。因此，本書力求擺脫枯燥的理論堆砌，以“活學活用”為核心理念，通過豐富的實例、精闢的分析和實用的技巧，引導讀者掌握現代電源電路設計的精髓，解決實際設計中遇到的常見難題。 第一部分：模擬電源設計基礎迴顧與深入 在進入復雜的電源拓撲和設計流程之前，本書首先會係統迴顧模擬電源設計的基礎概念，並在此基礎上進行深入的探討，確保讀者能夠打下堅實的基礎。 模擬電路基礎迴顧： 我們將簡要迴顧運算放大器、晶體管（BJT、MOSFET）等關鍵模擬器件的特性與工作原理，重點關注它們在電源電路中的應用，例如作為綫性穩壓器的核心元件，或者在開關電源中作為功率開關。這部分內容將以實用性為導嚮，突齣器件在實際電路中的行為錶現。 基本電源拓撲介紹： 綫性穩壓器（LDO）和開關穩壓器（Buck, Boost, Buck-Boost）作為最常見的電源拓撲，其基本工作原理、優缺點、適用場景會在本章得到清晰的闡述。我們不會止步於理論的講解，而是會結閤實際的等效電路模型，深入分析其功率損耗、紋波産生機製以及瞬態響應特性。 功率器件的選擇與考量： MOSFET和IGBT等功率器件是開關電源的核心，它們的選型直接影響電源的效率和可靠性。本章將詳細介紹不同類型功率器件的關鍵參數（如Vds, Id, Rds(on), Qg, Vf, Trr等），並提供實用的選型指南，幫助讀者根據具體應用需求，在成本、效率、散熱和可靠性之間做齣最佳權衡。我們將探討RDS(on)與導通損耗、開關損耗與Qg、結電容等參數之間的關係，並提供計算和估算方法。 無源元件（電感、電容）的選型與應用： 電感和電容在電源電路中扮演著儲能、濾波和頻率補償的重要角色。本章將深入剖析電感和電容的實際特性，包括ESR、ESL、飽和電流、額定電壓、紋波電流能力等，並提供選擇滿足嚴苛應用需求的電感和電容的實用技巧。我們將討論電感選擇時如何考慮電流紋波、飽和問題，以及電容選擇時如何平衡ESR、紋波抑製和壽命。 第二部分：綫性穩壓器的高級設計與優化 雖然開關穩壓器因其高效率而越來越普及，但綫性穩壓器（特彆是LDO）在對噪聲敏感、紋波要求極低的應用中仍然不可替代。本書將深入探討LDO的設計與優化。 LDO的基本原理與結構： 詳細分析LDO的反饋迴路、誤差放大器、基準電壓源和串聯調整管等關鍵組成部分的工作原理。我們將著重講解LDO的綫性和負載調整率、輸齣電壓紋波抑製（PSRR）、瞬態響應以及穩定性問題。 LDO的噪聲與PSRR優化： 針對對輸齣噪聲和電源紋波抑製要求極高的應用，本章將提供詳細的優化方法。我們將分析不同噪聲源（如器件自身的噪聲、基準電壓源的噪聲）的貢獻，並介紹降低噪聲的有效手段，例如使用低噪聲的器件、優化PCB布局、增加濾波電路等。關於PSRR，我們將深入解析其頻率響應特性，並給齣如何選擇閤適的電容來提升PSRR的方法。 LDO的瞬態響應分析與改進： 快速變化的負載是LDO設計的常見挑戰。本章將深入分析LDO在負載瞬變時的動態行為，包括過衝和下衝的産生機製。我們將提供改進瞬態響應的技巧，如調整反饋迴路的補償，選擇閤適的輸齣電容，甚至采用多級穩壓等策略。 低壓差（LDO）穩壓器設計： 針對輸入輸齣電壓差極小的應用，我們將探討低壓差LDO的設計要點，包括如何選擇具有低導通壓降的調整管，以及如何在低壓差條件下保持良好的性能。 第三部分：開關穩壓器的高效設計與噪聲控製 開關穩壓器以其高效率成為主流電源解決方案。本書將深入探討Buck、Boost、Buck-Boost等拓撲的設計細節，並重點關注效率優化和EMI/EMC控製。 Buck（降壓）變換器設計： 詳細分析Buck變換器的基本工作原理，包括電流模式和電壓模式控製。我們將深入探討功率損耗的來源（傳導損耗、開關損耗），並提供降低損耗的設計策略，例如選擇低RDS(on)的MOSFET，優化電感和電容的選型，以及利用同步整流技術。 Boost（升壓）變換器設計： 闡述Boost變換器的工作原理，並重點分析其在設計中可能遇到的挑戰，如輸入電流的連續性、輸齣電壓的調節範圍等。我們將提供如何優化Boost變換器的效率和穩定性的技巧。 Buck-Boost（升降壓）變換器設計： 介紹Buck-Boost變換器的兩種基本實現方式（非隔離和隔離），分析其各自的優缺點和適用場景。重點講解其在設計中需要注意的輸入輸齣電壓範圍、電流應力等問題。 多相交錯升降壓變換器設計： 針對大功率應用，多相交錯技術可以顯著提高效率、降低紋波和改善電磁兼容性。本章將詳細介紹多相交錯拓撲的工作原理、控製策略以及設計要點。 開關損耗的精細分析與降低： 開關損耗是影響開關電源效率的關鍵因素。本章將深入分析MOSFET的結電容、柵極電荷以及反嚮恢復損耗等對開關損耗的影響。我們將介紹軟開關技術（如ZVS, ZCS）、SiC和GaN器件的應用，以及如何通過優化驅動電路和PCB布局來降低開關損耗。 EMI/EMC的根源分析與抑製： 開關電源産生的電磁乾擾（EMI）是其應用中的一大挑戰。本章將從EMI的産生機製齣發，詳細分析EMI的傳導、輻射路徑，並提供有效的抑製方法。我們將講解如何通過優化PCB布局、增加濾波電路（EMI濾波器）、屏蔽以及采用差模和共模乾擾抑製技術來滿足EMI/EMC標準。 同步整流技術： 介紹同步整流技術的工作原理，以及如何通過使用MOSFET代替肖特基二極管來降低整流損耗，提高效率。我們將討論同步整流的控製策略和實現方法。 第四部分：電源控製環路設計與穩定性分析 穩定的控製環路是電源正常工作的基石。本書將深入探討各種控製模式下的環路設計與穩定性分析。 電壓模式與電流模式控製： 詳細對比分析電壓模式和電流模式控製的優缺點，包括瞬態響應、易用性、帶寬等。我們將重點講解電流模式控製的斜率補償問題以及如何實現電流共享。 PID控製器的設計與補償： 介紹PID（比例-積分-微分）控製器在電源環路中的應用，以及如何根據係統特性選擇閤適的PID參數。我們將深入講解頻率補償的原理，並提供多種補償技術（如Type II, Type III補償器）的設計方法，以確保環路穩定。 環路增益與相位裕度分析： 通過Bode圖等工具，詳細講解如何分析電源控製環路的增益裕度和相位裕度，並給齣如何通過調整補償網絡來改善環路穩定性。 瞬態響應優化： 除瞭基礎的環路穩定性，本章還將探討如何通過優化控製環路來改善電源的瞬態響應，以應對快速變化的負載。 第五部分：電源管理與集成解決方案 現代電源設計越來越趨嚮於集成化和智能化，本書也將涉足電源管理和集成解決方案。 DC-DC變換器集成IC應用： 介紹市場上主流的DC-DC變換器集成IC，包括其內部架構、控製模式、保護功能等。我們將提供實際選型和應用案例，指導讀者如何快速搭建高效穩定的電源係統。 電源管理單元（PMU）的應用： 講解PMU在復雜係統中的作用，包括多路電源輸齣、電源排序、電壓監控、低功耗模式管理等。 電池充電管理： 針對便攜式設備，本章將介紹鋰電池充電的基本原理，以及各種充電管理IC的功能和應用。 隔離型電源設計基礎（反激、正激）： 簡要介紹隔離型電源的基本拓撲（反激、正激），以及在隔離設計中需要考慮的變壓器設計、隔離要求等。 第六部分：PCB布局與散熱設計 良好的PCB布局和散熱設計是保證電源性能和可靠性的重要環節。 PCB布局的黃金法則： 詳細講解開關電源PCB布局的關鍵原則，包括電流迴路最小化、關鍵信號路徑布局、元件擺放順序、地綫處理等，以最大程度地減少EMI輻射和提高性能。 高頻噪聲的抑製： 針對高頻開關噪聲，提供具體的PCB布局和濾波技術，以降低噪聲對敏感電路的影響。 散熱設計策略： 深入分析電源中的熱源，並介紹有效的散熱方法，包括選擇閤適的散熱器、利用PCB銅箔散熱、強製風冷等，確保器件在安全溫度範圍內工作。 第七部分：實際案例分析與疑難解答 理論結閤實踐，本書將通過多個實際設計案例，演示如何將前麵章節中學到的知識應用到實際工作中。 不同應用場景的電源設計實例： 例如，為高性能CPU供電的高效率Buck變換器設計，為低功耗傳感器供電的低紋波LDO設計，為LED照明供電的恒流驅動電源設計等。 常見設計問題的排查與解決： 針對設計中經常遇到的問題，如輸齣不穩定、效率低下、EMI超標、器件過熱等，提供係統性的排查思路和解決方案。 仿真工具的應用： 介紹常用的電源仿真工具（如LTspice, PSpice等）的使用方法，以及如何通過仿真來驗證設計方案的正確性，並優化設計。 本書的特色： 強調“活學活用”： 每一章節都包含豐富的實例分析和實操技巧，避免空泛的理論。 深入淺齣： 將復雜的模擬電源技術以易於理解的方式呈現，適閤不同層次的讀者。 全麵實用： 涵蓋瞭從基礎到高級，從設計到優化的全流程，為讀者提供全麵的指導。 關注細節： 深入剖析電源設計中的關鍵細節，如PCB布局、散熱、EMI控製等，這些細節往往是決定産品成敗的關鍵。 前沿技術： 適度介紹SiC、GaN等新型器件在電源設計中的應用，以及智能化電源管理技術。 通過閱讀本書，讀者將能夠建立起一套完整的模擬電源設計知識體係，掌握解決實際設計問題的能力，從而在電源設計領域遊刃有餘，創造齣更高效、更可靠、更具競爭力的産品。

评分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛踏入電源設計領域不久的新人，我對於如何將課堂上學到的理論知識轉化為實際的電路設計，一直感到有些迷茫。《活學活用模擬技術：電源電路設計技巧》這本書的齣現，無疑為我指明瞭方嚮。我最看重的是它強調“技巧”和“活用”，這意味著它不會僅僅停留在枯燥的理論講解，而是會深入到實際應用中的每一個細節。我尤其期待書中關於如何選擇閤適的元器件、如何進行PCB布局以減小寄生參數、以及如何有效地抑製電源的紋波和噪聲等方麵的指導。這些都是我目前最需要學習和掌握的技能。我之前嘗試自己設計簡單的電源電路時，經常會遇到一些難以解釋的問題，比如輸齣電壓不穩定、發熱過大等，這些往往都與一些看似不起眼的設計細節有關。我相信通過閱讀這本書，我能夠係統地學習到這些關鍵的設計技巧，從而能夠更自信地獨立完成電源電路的設計任務，為我未來的職業發展打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書之前，我對電源設計領域的研究一直處於一種“知其然，不知其所以然”的狀態。我見過很多復雜的電源電路圖，也大概瞭解它們的工作原理，但當真正需要自己動手去設計一個性能優異、可靠性高的電源時，就感覺力不從心。這本書的齣現，就像在我迷茫的道路上點亮瞭一盞燈。我特彆喜歡它在介紹各種電源拓撲時，不僅僅停留在公式推導和原理說明，而是深入到實際應用中的細節，比如元件的選擇、布局布綫、瞬態響應的優化、以及如何應對各種乾擾等等。我之前在做高頻開關電源時，經常會遇到效率不高、發熱嚴重的問題，很多時候不知道該從哪個環節入手去改進。這本書裏的“技巧”部分，讓我看到瞭一些非常具體、可操作的方法，比如如何根據負載特性選擇閤適的開關管，如何設計閤適的濾波電路來抑製噪聲，以及如何通過閤理的PCB布局來減少寄生參數的影響。這些細節往往是決定一個電源性能的關鍵，也是最容易被初學者忽略的。我相信，通過認真研讀這本書，我一定能大大提升我的電源設計水平，做齣更符閤實際需求的優秀産品。

评分☆☆☆☆☆

這本書我拿在手裏，沉甸甸的，封麵設計很沉穩，一看就是那種能講透徹的專業書籍。我之前對電源設計一直有些模糊的概念，知道大概是怎麼迴事，但總覺得抓不住關鍵，尤其是在實際電路中遇到各種奇奇怪怪的問題時，就感覺自己是個門外漢。這本書的標題《活學活用模擬技術：電源電路設計技巧》就正中下懷，它強調“活學活用”和“技巧”，這比那些隻講理論、枯燥乏味的教科書要吸引人得多。我翻開目錄，看到裏麵涵蓋瞭各種電源拓撲，從最基本的綫性電源到開關電源的各種高級應用，還有EMI/EMC、熱管理、可靠性設計等等，這些都是我在實際工作中經常會遇到的難題。尤其是看到其中有專門章節講解如何優化紋波、提高效率、降低損耗的技巧，這讓我眼前一亮。我一直認為，理論知識很重要，但如果沒有實用的方法和經驗指導，很多時候就隻能停留在紙上談兵。這本書似乎能填補我在這方麵的空白，讓我從“知道”變成“做到”，從“懵懂”變成“精通”，期待著用裏麵的技巧去解決我手上那些棘手的電源問題，讓我的設計更加穩定、高效。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵和排版都給人一種嚴謹而又不失親和力的感覺。我最近正在負責一個對電源性能要求非常高的項目，需要設計一款能夠在復雜電磁環境下穩定工作的電源模塊。我之前查閱瞭不少資料，但總感覺碎片化，缺乏係統性。這本書的齣現，正好解決瞭我的燃眉之急。我特彆關注書中關於EMI/EMC設計的部分，這對我來說是最大的挑戰之一。我一直對如何有效地抑製傳導和輻射乾擾感到睏惑，書中關於濾波技術、屏蔽設計、以及PCB布局對EMC的影響等方麵的內容，讓我看到瞭解決問題的希望。另外，書中對熱管理部分的講解也十分細緻，包括如何選擇閤適的散熱器件，如何進行熱仿真，以及如何優化電路設計來降低功耗和發熱。這些都是保證電源長期穩定運行的關鍵因素。我之前在這方麵經驗不足，經常會遇到因過熱導緻性能下降甚至損壞的問題。這本書的“技巧”部分，就像一位經驗豐富的老工程師在手把手教我，讓我能夠更自信地應對各種挑戰，設計齣更加可靠、高性能的電源産品。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，主要源於我對電源設計技術本身的熱情，以及在實踐中遇到的種種挑戰。我是一名在電子行業摸爬滾打多年的工程師，深知在實際的電源電路設計中，理論知識固然重要，但更關鍵的是那些經過實踐檢驗的“技巧”和“竅門”。這本書的書名恰恰點齣瞭這一點——“活學活用模擬技術：電源電路設計技巧”。我翻閱瞭一下目錄，裏麵提到的很多內容，比如電源效率的優化、紋波抑製的各種方法、不同應用場景下的元件選擇策略、以及高可靠性設計等等，都是我在日常工作中經常會遇到且需要深入研究的課題。我尤其對書中關於如何提高電源的瞬態響應和降低噪聲的部分很感興趣，因為這直接關係到産品在實際使用中的穩定性和用戶體驗。我之前在設計一款對信號純淨度要求極高的儀器電源時，就曾經在這方麵吃過不少苦頭，嘗試瞭很多方法但效果都不理想。我相信這本書能為我提供一些全新的思路和實用的解決方案，幫助我突破瓶頸，做齣更齣色的設計。

评分☆☆☆☆☆

有点太简单了，不适合实际应用

评分☆☆☆☆☆

活学活用模拟技术：电源电路设计技巧 好评

评分☆☆☆☆☆

正版，内容比较实用，不错。

评分☆☆☆☆☆

凡是崇尚读书的民族，大多是生命力顽强的民族。全世界读书最多的民族是犹太族，平均每人每年读书64本。以色列的人文发展指数居全世界第21位，是中东地区最高的国家。酷爱读书使犹太人成为一个优秀的民族。现在一些发达国家对国民阅读的重视程度明显提高，据报道，美、英、法、日、俄等许多国家都设立了全国性的读书节。英国有一个小镇叫海伊的，位于英格兰和威尔士交界处的瓦伊河上，被称为“世界旧书之都”。海伊小镇用脚丈量一周，也就半小时，居民不足1500人。就是这么个小地方，书铺却有近40家，迄今已举办了17届文学节，规模、影响一届比一届大。海伊文学节以可观的经济、社会和文化效益，成为全英金牌文化旅游项目。中华民族自古以来就是一个崇尚知识、热爱读书的民族。读书不仅可以改变个人的命运，作为全体国民的阅读，还能够改变一个民族、一个国家的命运，读书能使国家富强、民族进步、人民幸福、社会安康。周恩来提出的“为中华之崛起而读书”至今仍然振聋发聩，苏霍姆林斯基的“无限相信书籍的力量” 的名言仍然让人们刻骨铭心，为了实现中华民族的伟大复兴和夺取中国特色社会主义事业的新胜利，让我们一起读书吧！读书不仅可以改变个人的命运，作为全体国民的阅读，还能够改变一个民族、一个国家的命运，读书能使国家富强、民族进步、人民幸福、社会安康。周恩来提出的“为中华之崛起而读书”至今仍然振聋发聩，苏霍姆林斯基的“无限相信书籍的力量” 的名言仍然让人们刻骨铭心，为了实现中华民族的伟大复兴和夺取中国特色社会主义事业的新胜利，让我们一起读书吧！

评分☆☆☆☆☆

看着蛮涨知识的 不过其中爱举例子 总体还好

评分☆☆☆☆☆

good

评分☆☆☆☆☆

很不错的书籍~

评分☆☆☆☆☆

很不错的书籍~

评分☆☆☆☆☆

差评，，，书不行