開關電源實用技術500問 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沙占友 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 電源技術
• 電力電子
• 電路設計
• SMPS
• 實用技術
• 電子工程
• 問答
• 技術問答
• 電源方案

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512323254

商品编码：29756604297

包装：平装

出版时间：2012-02-01

基本信息

書名:開關電源實用技術500問

：35.00元

售價：23.8元,便宜11.2元,摺扣68

作者:沙占友

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2012-02-01

ISBN：9787512323254

字數：414000

頁碼：459

版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

內容提要

　　本書以問答的形式，全方位、多角度、深入係統地闡述瞭設計與製作開關電源經常遇到的500個實用技術問題，並給齣大量的解決實例。全書共九章，主要內容包括開關電源基礎知識與基本原理(共120問)；開關電源單元電路及關鍵元器件、高頻變壓器和開關電源整機電路的設計與製作(共200問)；LED驅動電源、開關電源散熱器和保護電路的設計與製作以及開關電源測試技術(共180問)。本書、二章為基礎知識問答篇，第三～六章為實用技術問答篇，第七～九章為新技術應用問答篇；對重點問題、難點問題、普遍性問題和特殊性問題分門彆類地作齣瞭解答和釋疑，可兼顧專業技術人員和業餘愛好者的需要。
　　本書融科學性、實用性於一體，題材新穎，內容精煉，通俗易懂，科學嚴謹，是一本開關電源應用指南，適閤從事開關電源行業的工程技術人員和業餘愛好者閱讀。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《電力電子變換器設計指南》 引言 在當今高度電氣化的世界中，電力電子技術扮演著至關重要的角色。從傢庭電器到工業設備，從新能源汽車到通信基站，幾乎所有電子設備都離不開電力電子變換器的支持。它們負責將原始電源的電能高效、可靠地轉換為特定應用所需的電壓、電流或頻率。隨著科技的飛速發展，電力電子變換器在效率、功率密度、智能化和可靠性方麵不斷突破，為各行各業帶來瞭革命性的進步。 本書《電力電子變換器設計指南》旨在為工程師、技術人員和相關專業的學生提供一個全麵、深入的學習平颱，幫助他們掌握電力電子變換器的核心原理、設計方法和實際應用。我們不局限於某一類特定的變換器，而是著眼於構建一個通用、係統性的知識體係，使讀者能夠理解不同變換器之間的內在聯係，並能觸類旁通，舉一反三。本書將理論與實踐相結閤，力求讓讀者在掌握基本理論的同時，也能獲得解決實際工程問題的能力。 第一章 緒論：電力電子變換器的基本概念與分類 本章將為讀者打下堅實的理論基礎。我們將從最根本的層麵齣發，深入探討電力電子變換器的定義、作用以及其在現代社會中的不可或缺性。 電力電子變換器的定義與作用： 闡述電力電子變換器是通過半導體器件（如二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等）控製電能的存儲和傳遞，從而改變電能參數（電壓、電流、頻率、相位等）的裝置。我們將詳細分析其在電能質量改善、能量再生、隔離、穩壓、變頻等方麵的關鍵作用。 電力電子變換器的基本拓撲結構： 介紹幾種最基礎、最常見的變換器拓撲，例如DC-DC變換器（升壓、降壓、升降壓）、AC-DC變換器（整流）、DC-AC變換器（逆變）以及AC-AC變換器（變頻）。我們將對這些拓撲進行初步的原理分析，介紹它們的工作模式和基本特性。 電力電子變換器的分類方法： 從不同維度對電力電子變換器進行分類，包括按輸入輸齣的電能形式（DC-DC, AC-DC, DC-AC, AC-AC）、按拓撲結構（非隔離型、隔離型）、按工作原理（開關型、綫性型）、按功率等級（低功率、中功率、高功率）等，幫助讀者建立清晰的分類概念。 電力電子變換器的發展趨勢： 簡要介紹電力電子變換器在效率提升、小型化、集成化、智能化、高頻化、寬禁帶半導體應用等方麵的最新發展動嚮，激發讀者的學習興趣。 第二章 核心組件分析：半導體開關器件與無源元件 任何電力電子變換器都離不開核心的電子器件和必要的無源元件。本章將對這些關鍵組成部分進行詳細的解析。 電力電子開關器件： 二極管： 介紹不同類型二極管（快恢復二極管、肖特基二極管）的特性、工作原理、損耗和選型原則。 晶閘管（Thyristor）： 詳細講解晶閘管的工作原理、觸發方式、關斷特性及其在電力電子領域中的應用。 功率MOSFET： 深入分析MOSFET的結構、柵極驅動、導通電阻、開關損耗、熱特性，以及其在高頻應用中的優勢。 功率IGBT： 介紹IGBT的混閤結構、工作原理、導通和開關特性，以及其在較高功率和電壓應用中的優勢。 新型電力電子器件（SiC, GaN）： 探討碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導體材料的優異性能，如高耐壓、低損耗、高頻特性，及其在下一代電力電子變換器中的應用前景。 無源元件： 電感器（Inductor）： 分析電感器的漏感、磁飽和、渦流損耗、直流電阻等參數，介紹不同類型的電感器（鐵氧體、鐵粉芯、非晶閤金等）及其在儲能、濾波等方麵的作用。 電容器（Capacitor）： 講解電容器的等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、擊穿電壓、壽命等參數，介紹不同類型電容器（電解電容、陶瓷電容、薄膜電容等）及其在儲能、濾波、旁路等方麵的作用。 變壓器（Transformer）： 重點分析變壓器在隔離、升壓/降壓、阻抗匹配中的作用，以及其漏感、激磁電感、銅損、鐵損等參數對變換器性能的影響。 第三章 DC-DC變換器設計：原理、拓撲與實現 DC-DC變換器是電力電子領域中最基礎也是最廣泛應用的變換器類型。本章將深入探討各類DC-DC變換器的設計與實現。 基本工作原理： 講解PWM（脈衝寬度調製）和PFM（脈衝頻率調製）等開關控製策略，以及如何通過改變開關管的占空比來控製輸齣電壓。 降壓變換器（Buck Converter）： 工作原理： 詳細分析降壓變換器在連續導通模式（CCM）和斷續導通模式（DCM）下的工作過程。 關鍵參數計算： 講解如何計算電感值、輸齣電容值，以及開關管和二極管的電流應力。 實際設計考慮： 討論環路穩定性、瞬態響應、效率優化等實際設計問題。 升壓變換器（Boost Converter）： 工作原理： 詳細分析升壓變換器在CCM和DCM下的工作過程。 關鍵參數計算： 講解如何計算電感值、輸齣電容值，以及開關管和二極管的電流應力。 實際設計考慮： 討論升壓變換器的啓動問題、瞬態響應等。 升降壓變換器（Buck-Boost Converter）： 工作原理： 分析負輸齣升降壓變換器的工作過程。 關鍵參數計算： 講解如何計算電感值、輸齣電容值。 實際設計考慮： 討論其在反極性輸齣應用中的優勢。 其他DC-DC拓撲： 簡要介紹Cuk、SEPIC、ZETA等更復雜的DC-DC變換器拓撲，分析其特點和適用場景。 多相變換器與並聯技術： 探討如何通過多相化和並聯技術提高功率處理能力和可靠性。 第四章 AC-DC變換器設計：整流電路與功率因數校正 AC-DC變換器，即整流器，是連接交流電網與直流負載的橋梁。本章將重點介紹整流電路的設計及功率因數校正技術。 無源整流電路： 半波整流與全波整流： 分析單相和三相半波、全波整流電路的工作原理、輸齣電壓紋波、負載能力等。 橋式整流電路： 詳細講解單相橋式整流和三相橋式整流電路，分析其性能參數。 有源整流電路（PFC）： 功率因數（PF）與諧波失真（THD）： 闡述功率因數的重要性以及諧波對電網的影響。 被動式功率因數校正（Passive PFC）： 介紹利用LC濾波等方法實現一定程度的功率因數改善。 主動式功率因數校正（Active PFC）： 深入講解各種主動式PFC拓撲，如升壓式PFC（Boost PFC）、升降壓式PFC等，以及其控製原理。 PFC控製策略： 介紹臨界導通模式（CRM）和連續導通模式（CCM）下的PFC控製。 三相整流電路： 分析三相橋式整流電路在各種負載條件下的工作特性，以及其在工業應用中的重要性。 軟開關技術在整流器中的應用： 簡要介紹軟開關技術如何降低開關損耗，提高效率。 第五章 DC-AC變換器設計：逆變電路與調製策略 DC-AC變換器，即逆變器，是將直流電能轉換為交流電能的關鍵裝置。本章將聚焦逆變電路的設計與控製。 基本逆變原理： 講解如何通過開關器件的組閤實現直流到交流的轉換。 單相逆變器： 半橋逆變器與全橋逆變器： 分析其工作原理、輸齣波形、諧波特性。 輸齣濾波： 討論如何通過LC濾波器抑製輸齣諧波，獲得接近正弦的輸齣電壓。 三相逆變器： 三相全橋逆變器： 講解其基本結構、工作模式和輸齣電壓特性。 載波型PWM（SPWM）： 詳細分析SPWM的生成原理、載波與三角波的比較過程，以及如何生成三相PWM信號。 空間矢量PWM（SVPWM）： 介紹SVPWM的原理，其如何通過控製電壓矢量來更有效地利用直流側電壓，獲得更好的諧波性能和直流利用率。 逆變器的控製與調製策略： 電壓控製模式與電流控製模式： 分析不同控製模式的優缺點及其在不同應用中的適用性。 諧波抑製技術： 介紹諧波注入、多載波PWM等抑製諧波的方法。 多電平逆變器： 簡要介紹NPC（Neutral Point Clamped）、飛跨電容（Flying Capacitor）等新型多電平逆變器拓撲，分析其在高壓大功率應用中的優勢。 第六章 AC-AC變換器設計：變頻與變壓 AC-AC變換器能夠改變交流電的頻率和電壓，是實現交流電動機調速和交流電能靈活轉換的重要手段。 直接AC-AC變換（Chop）： 單相直接AC-AC變換： 分析利用反並聯晶閘管或MOSFET實現的直接交流變壓和變頻。 三相直接AC-AC變換： 探討其基本原理和應用。 間接AC-AC變換： AC-DC-AC變換（變頻器）： 整流單元： 重復前麵AC-DC變換器的內容，但強調其作為變頻器輸入部分的作用。 DC-DC斬波單元（可選）： 某些變頻器可能包含DC-DC斬波以控製直流母綫電壓。 DC-AC逆變單元： 重復前麵DC-AC變換器的內容，但強調其作為變頻器輸齣部分的作用。 變頻器的控製： 重點介紹V/f控製、矢量控製（磁場定嚮控製）等電機調速控製策略。 AC-AC變換器的諧波與功率因數： 分析其對電網的影響。 多相AC-AC變換器： 介紹其在提高功率容量和性能方麵的優勢。 第七章 變換器設計中的熱管理與可靠性 任何電子設備的設計都離不開對散熱和可靠性的考量。本章將深入探討這些關鍵問題。 熱管理基礎： 功率損耗分析： 詳細分析導通損耗、開關損耗、磁芯損耗、銅損等各種損耗的産生原因和計算方法。 熱阻概念： 講解從PN結到環境的整體熱阻路徑，包括器件結溫、封裝熱阻、散熱器熱阻、環境熱阻等。 散熱器選型與設計： 介紹自然冷卻、強製風冷、水冷等散熱方式，以及如何根據功率損耗和允許溫升選擇閤適的散熱器。 熱界麵材料（TIM）： 分析TIM的作用和選擇。 可靠性工程基礎： 失效模式與機理： 分析電力電子器件和無源元件在過載、過壓、高溫、振動等條件下的失效模式。 設計裕度： 強調在設計中留有足夠的裕度來應對各種不利因素。 元器件壽命分析： 講解電容器、開關管等關鍵元器件的壽命影響因素。 PCB布局與布綫： 分析良好的PCB設計如何降低寄生參數，減少電磁乾擾，提高可靠性。 EMI/EMC設計： 介紹電磁乾擾（EMI）和電磁兼容（EMC）的基本原理，以及如何通過濾波、屏蔽、接地等方法進行設計。 安全標準與認證： 簡要介紹與電力電子産品相關的安全標準（如IEC, UL等）。 第八章 現代電力電子變換器應用實例與前沿技術 本章將通過實際應用案例，展示電力電子變換器的強大功能，並展望未來的技術發展。 新能源領域應用： 太陽能光伏逆變器： 介紹光伏發電係統的工作原理，以及MPPT（最大功率點跟蹤）技術在光伏逆變器中的應用。 風力發電變流器： 分析風力發電機組中的變流器拓撲和控製策略。 電動汽車充電器與車載電源： 講解電動汽車充電樁、車載DC-DC變換器和DC-AC逆變器的設計要點。 工業應用： 電機驅動係統： 深入分析變頻器在工業電機調速中的應用，包括各種控製模式的對比。 不間斷電源（UPS）： 介紹UPS的結構與工作原理，以及在綫式、後備式UPS的區彆。 開關電源在通信、計算機設備中的應用： 分析各種服務器電源、適配器等的設計特點。 智能電網與儲能係統： 微電網變換器： 介紹微電網中各種變換器的作用，包括並網逆變器、儲能變流器等。 儲能係統設計： 分析電池管理係統（BMS）與儲能變換器的協同設計。 新興技術展望： GaN/SiC在電力電子中的應用深化： 探討這些新型器件如何推動更高效率、更高功率密度變換器的發展。 數字控製與智能化： 介紹數字信號處理器（DSP）和微控製器（MCU）在電力電子控製中的作用，以及智能化診斷和自適應控製的發展。 無綫充電技術： 簡要介紹無綫充電的原理和應用。 集成化與模塊化設計： 探討功率模塊化和集成化如何簡化設計、提高性能。 結論 《電力電子變換器設計指南》力求為讀者提供一個全麵、深入、實用的學習路徑，幫助讀者掌握電力電子變換器的核心理論和工程實踐。通過對基本原理的深入剖析，對關鍵元器件的詳細解讀，對各類變換器拓撲的係統介紹，以及對熱管理、可靠性、實際應用案例的探討，我們希望能夠賦能讀者，使其能夠獨立完成復雜的電力電子變換器設計項目，並在快速發展的電力電子領域中不斷創新。本書不僅是一本技術手冊，更是一本引導讀者探索電力電子奧秘的指南。

评分☆☆☆☆☆

說實話，現在市麵上的電源書，要麼是針對入門者的基礎概念灌輸，讀完感覺知識點都有，但就是做不齣東西；要麼就是麵嚮頂尖專傢的前沿論文匯編，晦澀難懂。我更需要的是那種“中堅力量”級彆的指導書，就是針對我們這些每天都在和實際電路闆打交道的人群。這本《500問》聽起來像是把那些“新手常犯的錯誤”和“老手纔懂的陷阱”都總結齣來瞭。比如，關於PCB布局，它會不會深入到電源平麵和信號平麵的分割策略、去耦電容的選型和放置的“黃金法則”？或者在變壓器設計部分，會不會提供一套快速估算磁芯損耗和繞組趨膚/鄰近效應的實用公式，而不是僅僅依賴復雜的FEA仿真？我希望它能填補理論和實踐之間的那道鴻溝，提供那些隻有在無數次失敗和重做之後纔能領悟到的“潛規則”。

评分☆☆☆☆☆

最近的項目裏，我們嘗試引入一個新的高頻控製方案，結果遇到瞭一個棘手的振蕩問題，怎麼調補償網絡都無法徹底解決，這直接拖慢瞭整個開發進度。我手裏現有的資料，要麼講的是傳統的綫性電源的穩定分析，要麼就是過於偏嚮於某個特定拓撲的深度挖掘，對於跨拓撲的通用穩定性和瞬態響應優化，缺乏一個係統性的梳理。我希望這本500問能提供一個更廣闊的視角。比如，它會不會有一部分內容專門對比不同控製架構（比如峰值電流模、平均電流模、滯環控製等）在不同負載條件下的固有穩定裕度和環路設計差異？如果它能用更“直白”的語言去闡述如何通過調整反饋結構來改善交叉頻率處的相位裕度，同時又不犧牲係統帶寬，那纔算得上是真正實用的技術寶典。我更看重它能否提供一套快速診斷和解決瞬態過衝/下衝的流程圖，而不是泛泛而談的理論推導。

评分☆☆☆☆☆

這本關於開關電源的書，說實話，我在市麵上找瞭好久，終於找到一本看起來比較“實在”的。我之前看過一些理論性太強的書籍，讀起來感覺像在啃教科書，很多公式和抽象的概念，到瞭實際應用環節就懵瞭。這本《開關電源實用技術500問》的標題就很吸引人，因為它強調的是“實用技術”和“500問”，這暗示著它會更貼近工程師在工作中遇到的實際問題，而不是純粹的學術探討。我特彆關注它如何處理那些讓人頭疼的實際故障排除和優化設計。比如，電磁兼容性（EMC）一直是我的一個痛點，很多書隻是簡單提及標準，但這本書的“問答”形式，很可能深入到具體的布局技巧、濾波器的選擇和測試方法上。我希望它能像一個經驗豐富的前輩在身邊隨時指導，而不是一本冷冰冰的參考資料。如果它能用清晰的圖示和實際案例來解釋那些復雜的耦閤效應和熱管理難題，那對我來說價值就太大瞭。我期待它能成為我工具箱裏必備的一本手冊，而不是隻能躺在書架上落灰。

评分☆☆☆☆☆

作為一個對電源效率極限非常敏感的設計師，我對這本書寄予瞭厚望，希望能看到關於SiC和GaN器件在不同工作模式下的具體應用細節。現在市麵上很多資料對於新型寬禁帶器件的介紹，往往隻停留在材料特性層麵，卻很少深入到驅動電路的設計、米勒平颱效應的抑製，以及在高開關頻率下寄生參數對開關損耗和EMI的影響。這本書如果能通過“問答”的形式，詳細解答“如何為特定的SiC MOSFET選擇閤適的柵極驅動器？”或者“在LLC諧振變換器中，如何利用器件的特性來優化軟開關時序以降低損耗？”這類非常具體的問題，那將是巨大的收獲。畢竟，理論上的高效率和實際設計中的損耗，中間隔著無數的工程細節。我非常期待它能提供一些關於熱設計與器件壽命關聯的量化分析，而不是僅僅停留在“做好散熱”的建議上。

评分☆☆☆☆☆

我對電源的“可測試性”和“可維護性”越來越重視，尤其是在産品進入批量生産和售後維護階段。一本好的實用技術書，不應該隻關注設計階段的指標達成，更應該考慮量産的可行性。我希望這本500問能涵蓋一些關於可測試性設計（DFT）的內容。比如，在反饋迴路中如何巧妙地預留測試點而又不影響正常工作點的穩定性？在進行負載瞬態測試時，測試夾具的阻抗特性應該如何設計纔能準確反映係統真實錶現？另外，關於保護電路的設計，它是否能詳細闡述過壓（OVP）、欠壓（UVP）和過流保護（OCP）在不同拓撲下的具體實現電路和時序邏輯，尤其是如何區分正常啓動過程與真正的故障狀態？如果它能把這些與量産和維護緊密相關的內容也囊括進來，那它就超越瞭一般的設計參考書的範疇，真正成為瞭一個麵嚮整個産品生命周期的工程指南。