全新正版 電源係列叢書:開關電源設計(第三版) (美)普利斯曼,莫瑞 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美普利斯曼，莫瑞 著

圖書標籤:

• 開關電源
• 電源設計
• 電子工程
• 電力電子
• 普利斯曼
• 莫瑞
• 第三版
• 專業技術
• 電子技術
• 電路設計

店鋪： 久點圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121110818

商品編碼：29220704360

包裝：平裝

齣版時間：2010-07-01

基本信息

書名：全新正版 電源係列叢書:開關電源設計(第三版)

定價：98.00元

作者：(美)普利斯曼,莫瑞

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2010-07-01

ISBN：9787121110818

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.899kg

編輯推薦

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內容提要

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本書為二十幾年來世界公認的電源的設計指導著作《開關電源設計》的再版（第三版）。
書中係統地論述瞭開關電源常用拓撲的基本原理、磁性元件的設計原則及閉環反饋穩定性和驅動保護等。本書在講述的過程中應用教學式、How&Why;方法，討論時結閤瞭大量設計實例、設計方程和圖錶。本書同時涵蓋瞭開關電源技術、材料和器件的*發展等內容。
本書的主要特色內容包括：各種常用開關電源拓撲設計、解決日常設計難題所需的基礎知識、變壓器及磁設計原理的深入分析，以及在第二版基礎上補充的電抗器設計和現代高速IGBT的*驅動條件等。
本書可作為學習、研究高頻開關電源的高校師生的教材，並可作為從事開關電源設計、開發的工程師的設計參考資料。

目錄

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章　基本拓撲
　1.1　引言——綫性調整器和Buck、Boost及反相開關型調整器
　1.2　綫性調整器——耗能型調整器
　　1.2.1　基本工作原理
　　1.2.2　綫性調整器的缺點
　　1.2.3　串接晶體管的功率損耗
　　1.2.4　綫性調整器的效率與輸齣電壓的關係
　　1.2.5　串接PNP型晶體管的低功耗綫性調整器
　1.3　開關型調整器拓撲
　　1.3.1　Buck開關型調整器
　　1.3.2　Buck調整器的主要電流波形
　　1.3.3　Buck調整器的效率
　　1.3.4　Buck調整器的效率（考慮交流開關損耗）
　　1.3.5　理想開關頻率的選擇
　　1.3.6　設計例子
　　1.3.7　輸齣電容
　　1.3.8　有直流隔離調整輸齣的Buck調整器的電壓調節
　1.4　Boost開關調整器拓撲
　　1.4.1　基本原理
　　1.4.2　Boost調整器的不連續工作模式
　　1.4.3　Boost調整器的連續工作模式
　　1.4.4　不連續工作模式的Boost調整器的設計
　　1.4.5　Boost調整器與反激變換器的關係
　1.5　反極性Boost調整器
　　1.5.1　基本工作原理
　　1.5.2　反極性調整器設計關係
　參考文獻
第2章　推挽和正激變換器拓撲
　2.1　引言
　2.2　推挽拓撲
　　2.2.1　基本原理（主/輔輸齣結構）
　　2.2.2　輔輸齣的輸入—負載調整率
　　2.2.3　輔輸齣電壓偏差
　　2.2.4　主輸齣電感的小電流限製
　　2.2.5　推挽拓撲中的磁通不平衡（偏磁飽和現象）
　　2.2.6　磁通不平衡的錶現
　　2.2.7　磁通不平衡的測試
　　2.2.8　磁通不平衡的解決方法
　　2.2.9　功率變壓器設計
　　2.2.10　初/次級繞組的峰值電流及有效值電流
　　2.2.11　開關管的電壓應力及漏感尖峰
　　2.2.12　功率開關管損耗
　　2.2.13　推挽拓撲輸齣功率及輸入電壓的限製
　　2.2.14　輸齣濾波器的設計
　2.3　正激變換器拓撲
　　2.3.1　基本工作原理
　　2.3.2　輸齣/輸入電壓與導通時間和匝數比的設計關係
　　2.3.3　輔輸齣電壓
　　2.3.4　次級負載、續流二極管及電感的電流
　　2.3.5　初級電流、輸齣功率及輸入電壓之間的關係
　　2.3.6　功率開關管大關斷電壓應力
　　2.3.7　實際輸入電壓和輸齣功率限製
　　2.3.8　功率和復位繞組匝數不相等的正激變換器
　　2.3.9　正激變換器電磁理論
　　2.3.10　功率變壓器的設計
　　2.3.11　輸齣濾波器的設計
　2.4　雙端正激變換器拓撲
　　2.4.1　基本原理
　　2.4.2　設計原則及變壓器的設計
　2.5　交錯正激變換器拓撲
　　2.5.1　基本工作原理、優缺點和輸齣功率限製
　　2.5.2　變壓器的設計
　　2.5.3　輸齣濾波器的設計
　參考文獻
第3章　半橋和全橋變換器拓撲
　3.1　引言
　3.2　半橋變換器拓撲
　　3.2.1　工作原理
　　3.2.2　半橋變換器磁設計
　　3.2.3　輸齣濾波器的設計
　　3.2.4　防止磁通不平衡的隔直電容的選擇
　　3.2.5　半橋變換器的漏感問題
　　3.2.6　半橋變換器與雙端正激變換器的比較
　　3.2.7　半橋變換器實際輸齣功率的限製
　3.3　全橋變換器拓撲
　　3.3.1　基本工作原理
　　3.3.2　全橋變換器磁設計
　　3.3.3　輸齣濾波器的計算
　　3.3.4　變壓器初級隔直電容的選擇
第4章　反激變換器
第5章　電流模式和電流饋電拓撲
第6章　其他拓撲
第7章　變壓器及磁性元件設計
第8章　雙極型大功率晶體管的基極驅動電路
第9章　MOSFET和IGBT及其驅動電路
0章　磁放大器後級調節器
1章　開關損耗分析與負載綫整形緩衝電路設計
2章　反饋環路的穩定
3章　諧振變換器
4章　開關電源的典型波形
5章　功率因數及功率因數校正
6章　電子鎮流器——應用於熒光燈的高頻電源
7章　用於筆記本電腦和便攜式電子設備的低輸入電壓變換器
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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現代電力電子學的基石：深入探索開關電源的設計藝術與技術精髓 在飛速發展的電子技術浪潮中，高效、緊湊且性能卓越的電源解決方案已成為所有電子設備的核心命脈。從智能手機、筆記本電腦到服務器、電動汽車，再到工業自動化和醫療設備，它們無一不依賴於先進的電力電子技術來驅動。而開關電源（Switching Power Supply, SMPS）憑藉其高效率、功率密度大、體積小、重量輕等顯著優勢，已無可爭議地取代瞭傳統的綫性電源，成為現代電力電子學中不可或缺的關鍵組成部分。 本書（此處省略原書名，而是著眼於其涵蓋的核心內容）旨在為廣大工程師、技術人員、科研人員及電子工程專業的學生提供一套全麵、深入且極具實踐指導意義的開關電源設計知識體係。我們不局限於某一特定理論的闡述，而是力求構建一個從基礎原理到高級應用，從理論分析到實際電路實現的完整學習路徑。通過對本書內容的研讀，讀者將能夠深刻理解開關電源的運行機製，掌握不同拓撲結構的優缺點，並能夠獨立完成復雜且高性能的開關電源設計。 一、開關電源的核心原理與基礎理論：解鎖效率的奧秘 本書的首要重點在於剖析開關電源的核心工作原理。我們將從最基礎的脈衝寬度調製（PWM）技術講起，詳細闡述它是如何通過控製開關管導通時間的比例來調節輸齣電壓的。讀者將瞭解不同於綫性電源的“開關”式能量傳遞方式，理解為何這種方式能夠大幅降低能量損耗，從而實現近乎完美的能量轉換效率。 我們還會深入探討理想的開關器件（如MOSFET和IGBT）的特性，以及在實際應用中，寄生參數、開關損耗、導通損耗等因素對電源性能的影響。理解這些基本要素，是進行後續復雜設計的前提。 二、經典與現代開關電源拓撲結構：多角度的性能解析 開關電源的性能錶現很大程度上取決於其采用的拓撲結構。本書將係統性地介紹並深入分析一係列經典的和現代的開關電源拓撲，包括但不限於： Buck（降壓）變換器： 作為最基礎的降壓拓撲，我們將詳細分析其工作模式、電壓/電流關係、功率器件應力、輸齣紋波等關鍵參數，並探討其在不同負載和輸入電壓條件下的性能錶現。 Boost（升壓）變換器： 深入理解升壓拓撲的原理，包括其如何實現電壓的升高，以及在設計中需要注意的關鍵點，如儲能元件的選擇、峰值電流的控製等。 Buck-Boost（升降壓）變換器： 剖析這種能夠同時實現升壓和降壓的通用拓撲，瞭解其獨特的輸齣電壓極性以及在何種場景下具有優勢。 SEPIC（單端初級電感變換器）和Zeta變換器： 探討這些具有隔離或非隔離功能的拓撲，分析它們的特點、適用範圍以及在特定應用中的設計考量。 Flyback（反激）變換器： 作為最常見的隔離型拓撲之一，我們將詳細解析其工作原理，包括變壓器的設計、能量存儲、隔離設計原則等，並分析其在低功率應用中的廣泛適用性。 Forward（正激）變換器： 介紹正激變換器的工作方式，與反激變換器的對比分析，以及在何種情況下更適閤選擇正激拓撲。 Push-Pull（推挽）變換器、Half-Bridge（半橋）變換器和Full-Bridge（全橋）變換器： 深入分析這些雙管或四管的隔離型拓撲，理解它們如何通過更優化的開關策略來提高效率、減小器件應力，並適用於更高功率的場閤。 LLC諧振變換器： 探討現代高頻、高效率諧振變換器的設計原理，包括諧振網絡的計算、軟開關技術的實現以及其在服務器電源、LED驅動等領域的應用。 DC-DC矩陣變換器： 介紹這類無需儲能元件即可實現任意電壓變換的先進拓撲，分析其潛在優勢和設計挑戰。 對於每一種拓撲，我們將進行詳細的數學建模和公式推導，並結閤實際電路參數，直觀地展示其性能特徵，幫助讀者在眾多拓撲結構中選擇最適閤目標應用的方案。 三、關鍵元器件的選擇與設計：性能的基石 開關電源的性能高度依賴於其內部關鍵元器件的品質和設計。本書將對以下元器件的選擇與設計進行詳盡的闡述： 功率開關器件： 深入分析MOSFET、IGBT等功率半導體的選型原則，包括耐壓、電流能力、導通電阻、開關速度、散熱要求等，並介紹SiC、GaN等新型寬禁帶半導體材料的優勢與應用。 電感器和變壓器： 講解如何根據不同的拓撲和應用需求，精確計算電感值、飽和電流、損耗等參數，並深入探討磁芯材料的選擇、繞製工藝以及如何設計高頻變壓器以減小漏感和耦閤電容。 電容器： 分析輸入輸齣濾波電容器的選擇，包括ESR（等效串聯電阻）、ESL（等效串聯電感）、紋波電流能力、耐壓等指標，並探討薄膜電容、陶瓷電容、電解電容等不同類型電容器的優劣。 續流二極管/同步整流： 深入研究肖特基二極管、超快恢復二極管的特性，並重點介紹同步整流技術，分析如何利用MOSFET代替二極管以顯著提高效率，並深入探討同步整流的控製策略。 控製芯片： 介紹各種PWM控製器、PFC控製器、LLC控製器等集成電路的工作原理、內部結構以及如何根據設計需求選擇閤適的控製IC，並講解如何進行外圍電路的設計。 四、環路穩定性與控製策略：確保係統穩定運行 開關電源的動態性能和穩定性至關重要。本書將係統性地講解控製環路的理論知識： 誤差放大器： 詳細分析不同類型的誤差放大器（如運放、跨導放大器），以及如何根據係統特性進行補償設計，以獲得良好的瞬態響應和穩定性。 頻率補償技術： 深入講解PID控製、零極點配置等頻率補償方法，並通過伯德圖等工具分析係統的穩定性，確保電源在各種工況下都能穩定工作。 電流模式控製（CMC）與電壓模式控製（VMC）： 對比分析這兩種主要的控製模式，詳細闡述電流模式控製的優勢，包括易於實現過流保護、消除直流增益極等，並講解斜坡補償的原理。 高級控製技術： 介紹如數字控製、自適應控製等前沿技術，以及它們在提高電源性能和實現智能化控製方麵的應用。 五、電磁兼容性（EMC）與安全設計：滿足行業標準 在現代電子産品設計中，電磁兼容性（EMC）和電氣安全是不可忽視的重要環節。本書將專門闢章節進行闡述： EMC設計原則： 深入分析開關電源産生電磁乾擾（EMI）的根源，包括傳導乾擾和輻射乾擾，並提齣有效的抑製措施，如濾波技術、屏蔽技術、PCB布局優化等。 安全標準與設計： 講解與電源設計相關的國際安全標準（如IEC/UL/CE認證），包括絕緣要求、耐壓測試、爬電距離和電氣間隙的設計，以及如何通過閤理的元器件選擇和電路設計來滿足這些安全規範。 EMI/EMC測試與整改： 提供實用的測試方法和常見的EMC問題整改思路，幫助讀者解決實際項目中的EMC難題。 六、功率因數校正（PFC）技術：提升能源利用效率 隨著全球對能源效率要求的不斷提高，功率因數校正（PFC）已成為許多應用中的強製性要求。本書將深入探討PFC技術： PFC的原理與必要性： 詳細解釋功率因數低下的危害，以及PFC的原理，說明它如何通過改善電網電流波形來提高功率因數。 有源PFC（APFC）設計： 重點介紹目前主流的有源PFC技術，包括升壓式PFC（Boost PFC）、升降壓式PFC等拓撲，深入分析其工作原理、控製策略、元器件選擇以及如何實現高功率因數和低諧波。 無源PFC： 簡要介紹無源PFC的結構和局限性，並與有源PFC進行對比。 七、實際應用與案例分析：理論與實踐的結閤 本書並非僅僅停留在理論層麵，而是強調理論與實踐的緊密結閤。我們將通過一係列精心設計的實際案例，將上述理論知識融會貫通，例如： 高效率服務器電源設計 USB PD快充電源設計 LED驅動電源設計 電動汽車充電樁電源設計 低噪聲醫療設備電源設計 每個案例都將遵循完整的設計流程，從需求分析、拓撲選擇、關鍵元器件計算、PCB布局、仿真驗證到實際樣機調試，讓讀者能夠親身感受完整的開關電源設計過程。 八、仿真工具與測試方法：驗證設計的有效性 為瞭輔助讀者進行更高效的設計和驗證，本書還將介紹常用的仿真工具，如PSIM, LTspice, PSpice等，並演示如何利用這些工具進行電路仿真，預測性能，優化設計。同時，也將詳細介紹開關電源常用的測試儀器和測試方法，如示波器、功率計、電子負載、LCR測試儀等，以及如何進行穩態測試、動態測試、效率測試、紋波測試、EMC測試等。 總結： 本書緻力於成為開關電源設計領域的權威指南，為讀者提供一套完整、係統且極具實踐價值的學習資源。通過深入淺齣的講解，嚴謹的數學推導，豐富的實例分析，以及對前沿技術的探討，我們旨在幫助讀者掌握開關電源設計的核心技術，應對日益嚴峻的挑戰，設計齣更高效、更可靠、更具競爭力的電力電子産品，共同推動現代電力電子技術的進步。無論您是初涉此領域的工程師，還是尋求技術突破的資深專傢，本書都將是您不可或缺的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本《電源係列叢書:開關電源設計(第三版)》終於到手瞭，書的質量非常不錯，紙張厚實，印刷清晰，拿在手裏很有分量感。我作為一名電子硬件工程師，長期以來一直在關注開關電源領域的技術發展，因為它是幾乎所有現代電子設備的核心部件。雖然我有一些相關的經驗，但在應對日益嚴苛的性能要求和復雜的設計挑戰時，總是感覺需要更深入、更前沿的知識。我聽說這本書的第三版在內容上做瞭大量的更新，特彆是針對當前市場需求的一些熱門話題，比如高效能、低待機功耗、以及對更高電壓和電流的處理能力。我特彆希望書中能有關於最新器件的應用，例如碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導體材料在開關電源設計中的優勢和實現方式。此外，書中關於功率密度提升、熱管理優化、以及電磁兼容性（EMC）設計等方麵的深入探討，也是我非常期待的。普利斯曼和莫瑞兩位作者在這一領域的聲譽我早有耳聞，他們的著作總能為我帶來新的啓發。我希望通過閱讀這本書，能夠進一步拓寬我的視野，提升我的設計能力，跟上技術發展的浪潮。

評分☆☆☆☆☆

終於拿到瞭這本心儀已久的《電源係列叢書:開關電源設計(第三版)》，書的包裝非常紮實，印刷質量也一如既往地齣色，拿到手裏就感覺沉甸甸的，充滿瞭知識的分量。我一直對開關電源領域充滿瞭好奇，也瞭解其在現代電子産品中無處不在的重要性，從手機充電器到服務器電源，沒有它幾乎寸步難行。這本第三版，據說在內容上進行瞭不少更新和補充，尤其是在應對日益復雜的電磁兼容性（EMC）和功率因數校正（PFC）等方麵的挑戰，這正是我目前最需要瞭解和掌握的。我特彆期待書中對各種拓撲結構原理的深入剖析，以及實際設計中的具體步驟和注意事項。我希望能從中學習到如何更有效地進行元件選型，如何優化電路設計以提高效率並降低損耗，甚至是如何進行可靠性分析和故障排除。這本書的作者是普利斯曼和莫瑞，這兩位在電源設計領域享有盛譽的專傢，他們的理論功底和實踐經驗是毋庸置疑的，因此我對此書的專業性和權威性充滿瞭信心。我希望這本書能夠為我打開一扇通往開關電源設計更高境界的大門，讓我能夠獨立完成更復雜、更具挑戰性的電源項目。

評分☆☆☆☆☆

收到這本《全新正版 電源係列叢書:開關電源設計(第三版)》後，我迫不及待地翻閱起來。首先映入眼簾的是封麵設計，簡潔大方，透露齣專業的氣息。書本的紙張觸感細膩，字跡清晰，排版閤理，閱讀起來非常舒適。我是一名正在學習開關電源設計的在校學生，過去的學習過程中，對開關電源的理論概念雖然有所瞭解，但在實際應用和電路設計方麵，總感覺缺乏係統性的指導。我瞭解到這本書的第三版是基於前兩版的成功基礎上，加入瞭許多新的技術和發展趨勢，這對我來說是極大的福音。我特彆關注書中關於不同開關電源拓撲結構（如Buck、Boost、Flyback、Forward等）的深入講解，以及它們各自的優缺點和適用場景。同時，我也非常希望書中能夠提供一些實際的設計案例和仿真分析，讓我能夠將理論知識與實踐相結閤，提升動手能力。書中的作者，普利斯曼和莫瑞，是行業內的資深專傢，他們的著作在業界有著廣泛的認可度，我相信這本書的內容一定能夠幫助我打下堅實的理論基礎，掌握開關電源設計的核心技巧，為我未來的學習和職業發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到《全新正版 電源係列叢書:開關電源設計(第三版)》，整體感覺非常棒，印刷和裝訂都非常精美。我一直以來都對電源技術，特彆是開關電源的設計和原理有著濃厚的興趣，也閱讀過一些相關的書籍，但總覺得不夠深入和係統。這本第三版，我聽說是集兩位重量級專傢普利斯曼和莫瑞的智慧精華，並且在內容上進行瞭全麵更新，這讓我對此書充滿瞭期待。我最看重的是書中的係統性，希望它能從基礎的理論講解，逐步深入到復雜的電路設計和應用。例如，我希望能夠看到關於各種開關電源拓撲的詳細分析，包括它們的工作原理、數學模型以及設計流程。同時，我也希望能從中學習到關於反饋控製、保護電路、以及元件選型的具體方法和策略。在當今電子産品越來越追求高性能、低功耗和高可靠性的時代，開關電源的設計顯得尤為重要。我期待這本書能為我提供一套完整且實用的設計框架，幫助我更好地理解和掌握開關電源的設計精髓，並能在實際項目中得到應用。

評分☆☆☆☆☆

這本《電源係列叢書:開關電源設計(第三版)》我真是期待瞭很久。作為一名在電子行業摸爬滾打多年的工程師，我對開關電源的變遷和發展有著深刻的體會。從早期的綫性電源到如今效率更高、體積更小的開關電源，每一次技術的革新都離不開紮實的理論知識和精湛的設計技巧。這本第三版，據說是吸收瞭近些年的最新技術成果，尤其是在高頻化、智能化以及新能源領域的應用方麵，這正是我急需更新的知識點。我特彆想知道書中對於最新一代的功率器件（如GaN、SiC）在開關電源設計中的應用進行瞭怎樣的闡述，以及如何更好地解決開關損耗、熱管理等難題。此外，書中關於EMC/EMI的設計和測試方法，以及如何在産品設計初期就考慮到這些關鍵因素，也是我非常感興趣的部分。對於普利斯曼和莫瑞這兩位作者，我一直非常敬佩，他們的著作總是能夠將復雜的技術問題闡述得清晰易懂，並且注重實踐指導。我希望通過閱讀這本書，能夠進一步提升我在復雜電源係統設計方麵的能力，解決工作中遇到的實際問題，跟上行業發展的步伐。