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张占松，张心益 著

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店铺： 蛋蛋图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111391838

商品编码：29318265283

包装：平装

出版时间：2012-10-01

基本信息

书名：开关电源技术教程

：35.00元

作者：张占松,张心益

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-10-01

ISBN：9787111391838

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书系统地论述了开关电源的工作原理、理论计算过程、各种实际应用及设计方法，让读者能够掌握基本的设计与计算。在此基础上，本书还系统地论述了高频软开关技术的工作原理、理论计算和实际工程应用的设计方法。本书还论述了反馈控制、小信号分析方面的内容，从而让读者能在实际工程应用中掌握小信号、反馈控制的测量、分析和校正方面的技术。作为一本工程技术人员的参考书，本书还给出了磁性元件、PWM控制芯片等的一些参考图表、数据，供读者设计开关电源时参考。
　　本书可供电子、信息、通信、仪表专业本科、专科学生使用，也可以作为电子工程技术人员的设计参考用书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《高效电力电子系统设计：从原理到实践》 内容概述： 本书深入探讨了现代电力电子技术的各个方面，重点关注高效、可靠且紧凑的电力电子系统的设计与实现。它不仅涵盖了基础理论，更侧重于实际应用中的关键挑战和解决方案，旨在为读者提供一套全面而实用的设计指南。从基本的元器件特性分析，到复杂的系统级优化，本书都进行了细致的讲解，并结合大量实际案例，帮助读者建立起扎实的理论基础和丰富的实践经验。 章节详述： 第一部分：电力电子基础与关键元器件 第一章：电力电子学概论与发展趋势 本章将概述电力电子学的基本概念、发展历程以及在各个领域的广泛应用，例如工业驱动、新能源发电（太阳能、风能）、电动汽车、不间断电源（UPS）、LED照明以及消费电子等。 我们将探讨当前电力电子技术面临的主要挑战，如提高效率、减小体积、降低成本、增强可靠性以及实现智能化控制。 重点介绍下一代电力电子技术的发展方向，包括宽禁带半导体材料（如SiC和GaN）的应用、多电平拓扑结构、集成化与模块化设计、以及面向物联网（IoT）和能源互联网的智能电力电子系统。 第二章：功率半导体器件的原理与选型 本章将详细剖析主流功率半导体器件的工作原理、特性参数和应用场合。我们将深入研究二极管（如整流二极管、肖特基二极管）、晶闸管（如SCR、TRIAC）、双极型晶体管（BJT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）以及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。 对于每种器件，我们将分析其导通损耗、开关损耗、耐压能力、电流能力、栅极驱动特性以及热阻等关键参数。 特别关注宽禁带半导体器件（SiC MOSFET、GaN HEMT）的优势，如更高的击穿电压、更低的导通电阻、更快的开关速度以及更高的工作温度，并探讨其在高温、高频应用中的潜力。 本章还将指导读者如何根据具体应用需求，如工作电压、电流、频率、环境温度和效率要求，来合理选择最合适的功率半导体器件，并讲解器件的可靠性评估方法。 第三章：磁性元器件的设计与优化 磁性元器件，包括电感器和变压器，是电力电子变换器中至关重要的储能和隔离元件。本章将深入研究磁性元器件的设计原理，包括磁芯材料的选择（如铁氧体、非晶合金、纳米晶合金）、磁芯形状（如EE、EI、RM、PQ、罐型、环形）以及绕组设计。 我们将分析不同磁性材料在不同工作频率下的损耗特性，并讲解如何根据变换器的功率等级、工作频率和效率目标来优化磁芯尺寸和设计。 重点介绍感应器和变压器的设计方法，包括电感量、匝数、线径、漏感、分布电容以及磁芯饱和等关键参数的计算和控制。 同时，本章也将探讨磁性元器件的寄生效应，如涡流损耗、磁滞损耗以及趋肤效应，并介绍减小这些损耗的设计技巧，如多股细线并绕（Litz wire）的应用。 最后，我们将讨论磁性元器件的集成化设计，如多功能变压器、集成电感器，以及在现代高密度电力电子系统中的应用。 第四章：电容器在电力电子系统中的作用与选型 电容器在电力电子系统中扮演着滤波、储能、耦合和旁路等多种关键角色。本章将详细介绍不同类型电容器的原理、特性及其在电力电子应用中的选择标准。 我们将分析电解电容器（铝电解、钽电解）、薄膜电容器（聚酯、聚丙烯）、陶瓷电容器以及超级电容器（电化学双层电容器）的优缺点，包括其容量、额定电压、等效串联电阻（ESR）、等效串联电感（ESL）、温度稳定性、寿命以及可靠性。 特别强调ESR对变换器效率和热性能的影响，以及如何通过选择低ESR的电容器来降低损耗和提高系统性能。 本章将指导读者如何根据具体应用，如输入/输出滤波、直流母线储能、高频旁路以及能量缓冲，来选择合适的电容器类型、容量和额定电压。 此外，还将讨论电容器的可靠性设计，包括容值衰减、ESR变化以及寿命预测等问题。 第二部分：基本电力电子变换器拓扑结构与分析 第五章：DC-DC变换器原理与设计 本章将系统讲解各种主流DC-DC变换器拓扑结构，包括Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）、Cuk、SEPIC、Zeta、Flyback（反激）、Forward（正激）、Push-Pull（推挽）、Half-Bridge（半桥）和Full-Bridge（全桥）等。 对于每种拓扑，我们将详细分析其工作原理、电压/电流变换比、功率流向、占空比（Duty Cycle）的计算方法，以及主要开关器件和二极管的电压/电流应力。 我们将推导关键参数的计算公式，如输入/输出纹波、所需电感和电容的数值，并讲解如何根据输出电压精度、负载变化范围和效率要求来选择合适的拓扑结构。 本章还将重点介绍隔离型DC-DC变换器的设计，包括变压器的参数设计、绕组设计以及隔离要求。 同时，将讨论无刷DC-DC变换器（如LCL、LLC）在新能源和高功率密度应用中的优势。 第六章：DC-AC逆变器原理与设计 本章将深入研究DC-AC逆变器的基本原理和各种拓扑结构。我们将从单相逆变器开始，逐步介绍方波逆变器、脉冲宽度调制（PWM）逆变器，以及三相逆变器的基本结构和控制方法。 重点讲解SPWM（正弦脉冲宽度调制）、PSPWM（伪随机脉冲宽度调制）等调制策略，并分析不同调制方法对输出波形质量、谐波含量和开关损耗的影响。 我们将详细分析单极性PWM和双极性PWM的控制原理，以及它们在不同应用中的优劣。 对于三相逆变器，将详细阐述其六步换相控制和PWM控制，以及如何实现三相平衡输出。 本章还将讨论多电平逆变器（如NPC、Flying Capacitor、Cascaded H-Bridge）在降低器件电压应力、提高输出波形质量和减小谐波方面的优势，并介绍其在新能源并网和高压大功率应用中的重要性。 第七章：AC-AC变换器与AC-DC整流器 本章将探讨AC-AC变换器，主要包括变频器（Frequency Converters）和AC调压器（AC Voltage Controllers）。我们将分析斩波器（Cycloconverter）和直接AC-AC变换器的原理，并讲解其在电机调速和轻载应用中的局限性。 重点介绍矩阵变换器（Matrix Converter）的结构和工作原理，以及其直接AC-AC能量转换的优势。 随后，我们将转向AC-DC整流器。本章将详细介绍各种整流电路，包括半波整流、全波整流（桥式整流）以及带滤波的整流器。 我们将分析不同整流器的纹波系数、功率因数（PF）和总谐波失真（THD）等性能指标。 特别关注有源功率因数校正（APFC）技术，介绍其工作原理、控制策略（如CCM、DCM模式下的Boost APFC）以及在提高功率因数、减小输入电流谐波方面的关键作用。 第三部分：控制技术与系统级设计 第八章：电力电子变换器的控制理论与方法 本章将深入讲解电力电子变换器的控制理论。我们将从基本的反馈控制概念入手，介绍PID（比例-积分-微分）控制器在稳态和动态性能方面的设计与优化。 我们将分析变换器的传递函数模型，并讲解如何使用频域分析方法（如伯德图、奈奎斯特图）来设计补偿器，以保证系统的稳定性和快速响应。 重点介绍数字控制在现代电力电子系统中的应用，包括采样、量化、数字PID控制器设计以及数字补偿器的实现。 我们将探讨一些高级控制策略，如电流模式控制（Current Mode Control, CMC）和电压模式控制（Voltage Mode Control, VMC）在DC-DC变换器中的应用，以及它们的优缺点。 此外，还将介绍软开关技术（如ZVS, ZCS）对提高效率和减小电磁干扰（EMI）的重要性，以及相关的控制实现方法。 第九章：电磁兼容性（EMC）与EMI抑制 电磁兼容性是确保电子设备在电磁环境中正常工作的关键。本章将深入探讨电力电子系统中的电磁干扰（EMI）产生机制，包括传导干扰和辐射干扰。 我们将分析EMI的主要来源，如功率开关器件的快速开关动作、磁性元器件的电磁辐射以及PCB板上的寄生参数。 本章将详细介绍EMI的抑制技术，包括源头抑制（如软开关技术、减小回路面积）、滤波技术（如输入/输出滤波器、EMI滤波器设计）、屏蔽技术（如机箱屏蔽、连接器屏蔽）以及接地技术。 我们将讲解如何设计低EMI的PCB布局，包括合理布线、去耦电容的放置以及接地网的构建。 同时，还将介绍EMC标准（如FCC、CISPR）及其测试方法，以及如何在设计阶段就考虑EMC要求，以通过EMC认证。 第十章：热管理与可靠性设计 热管理是确保电力电子系统长时间稳定运行的核心。本章将详细分析电力电子系统中热量的产生机制，包括半导体器件的损耗、磁性元器件的损耗、PCB的传导损耗以及连接件的接触电阻。 我们将介绍各种散热方法，如自然对流、强制风冷、水冷以及热管散热技术，并分析不同散热方式的效率和成本。 本章将指导读者如何进行热阻计算，估算器件的温升，并选择合适的散热器。 同时，我们将重点关注器件的温度限制，以及如何通过优化设计来减小局部温升。 在可靠性方面，本章将探讨影响电力电子系统可靠性的关键因素，如元器件的老化、温度循环、湿度、振动以及应力。我们将介绍一些提高系统可靠性的设计原则，包括冗余设计、安全裕度设计、以及元器件的可靠性选择和评估。 还将讨论失效模式与影响分析（FMEA）在可靠性设计中的应用。 第十一章：现代电力电子系统应用实例分析 本章将通过一系列实际应用案例，深入展示前述理论和设计方法的综合应用。我们将剖析不同领域的典型电力电子系统，如： 新能源并网系统： 分析太阳能逆变器、风力发电机变流器的拓扑结构、控制策略、电网适应性以及高效率设计。 电动汽车（EV）/混合动力汽车（HEV）动力系统： 介绍车载充电器（OBC）、DC-DC变换器、电机驱动器等关键电力电子模块的设计挑战和解决方案，关注能量密度、效率和可靠性。 不间断电源（UPS）： 讲解在线式、后备式、在线互动式UPS的工作原理，以及其在功率变换、电池管理和并机技术方面的设计要点。 LED照明驱动电源： 分析高功率因数、高效率LED驱动器的设计，包括恒流控制、隔离与非隔离设计以及EMI抑制。 服务器电源与数据中心供电： 介绍高效率、高功率密度的服务器电源设计，以及模块化、冗余化设计在数据中心中的应用。 对于每个案例，我们将详细分析其面临的技术挑战、采用的拓扑结构、关键元器件的选择、控制策略以及EMC和热管理方面的设计考量。 附录： 常用单位换算表 常用元器件选型指南 电力电子仿真软件简介 相关行业标准索引 本书特色： 理论与实践并重： 理论讲解深入浅出，并辅以大量实例和计算，使读者能够将理论知识应用于实际设计。 全面覆盖： 涵盖了电力电子技术的基础、核心变换器、控制技术以及系统级设计，为读者提供一站式的学习体验。 突出前沿技术： 重点介绍了宽禁带半导体、多电平技术、数字控制等当前和未来发展的重要方向。 注重解决实际问题： 深入分析了EMC、热管理、可靠性等工程师在实际工作中常遇到的关键问题，并提供了实用的解决方案。 案例丰富： 通过对不同应用领域的典型系统进行深入剖析，帮助读者理解理论知识的实际价值。 目标读者： 本书适合于从事电力电子领域的研究生、本科生、工程师、技术人员以及对电力电子技术感兴趣的爱好者。无论是初学者还是有一定经验的专业人士，都能从本书中获得宝贵的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书之前，对开关电源的认知几乎为零，只知道它很重要。拿到《正版现货 开关电源技术教程》之后，我才真正开始认识到它的魅力。这本书的讲解方式非常系统化，不像有些书那样东拼西凑，而是从原理入手，一步步深入。一开始，我以为会很难，但书中清晰的逻辑和大量的实例，让我逐渐入了门。我印象最深刻的是关于功率MOSFET的章节，书中详细介绍了它的特性、驱动方式以及在开关电源中的应用，还对比了不同的MOSFET型号，这点对于选型非常有帮助。此外，关于PCB布局和EMC设计的部分，也给了我很多启发，这些都是在实际产品开发中非常关键的环节。虽然我还没有完全吃透所有内容，但这本书无疑为我打开了一扇新的大门，让我看到了开关电源设计的广阔天地。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的得好好说道说道。我之前对开关电源了解不多，总觉得它是个很神秘的东西，但又在很多设备里都离不开它，所以一直想找本入门的书来学学。朋友推荐了这本《正版现货 开关电源技术教程》，当时看名字就觉得挺专业的，也挺实用的。拿到书翻开来，确实内容非常丰富，从最基础的二极管、三极管讲起，一直到各种拓扑结构、控制方式，可以说是面面俱到。我尤其喜欢它讲解一些复杂概念的时候，会用很多生动的例子和图示，这样我就不会觉得枯燥，也能更容易理解。比如，讲到PWM控制的时候，书中就用了日常生活中水龙头开关的类比，一下子就茅塞顿开。而且，书里的内容安排也很合理，循序渐进，让我这个初学者感觉很有信心，一步一步跟着学下去，好像真的能把开关电源这块硬骨头啃下来一样。

评分☆☆☆☆☆

最近在学习开关电源，找了很多资料，最终选择了《正版现货 开关电源技术教程》。这本书的编排逻辑非常好，从基础理论讲到高级应用，层次分明。我特别喜欢书中关于不同拓扑结构（如Buck、Boost、Flyback等）的讲解，每个拓扑都配有详细的原理图和波形分析，让我能够清晰地理解它们的工作原理和特点。书中对控制环路的讲解也非常深入，特别是关于电压模式和电流模式控制的对比分析，以及补偿网络的设计方法，这部分内容对于理解开关电源的稳定性至关重要。此外，书中还涉及了一些前沿技术，如LLC谐振变换器和GaN器件的应用，这让我能了解到行业最新的发展动态。虽然这本书的篇幅不小，但内容质量很高，绝对值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚入行不久的电子工程师，我一直希望能找到一本能指导我实际工作的开关电源书籍。《正版现货 开关电源技术教程》的出现，简直是及时雨。我尤其看重它在实际应用方面的讲解，书中不仅有理论知识，更有很多实用的设计技巧和注意事项。例如，在讲解滤波电路时，书中提供了多种设计方案，并分析了各自的优缺点，这对于我在实际电路设计中选择合适的滤波器非常有指导意义。另外，关于保护电路的设计，书中也给出了详细的步骤和建议，这对于提高产品的稳定性和可靠性至关重要。我还在书中看到了关于高频变压器设计的一些窍门，这部分内容对于初学者来说可能有点难度，但讲解得非常透彻，让我受益匪浅。总的来说，这本书的实用性是我最看重的，它确实能帮助我解决工作中的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对电子技术充满好奇的爱好者，最近被开关电源深深吸引了。在浏览了许多书籍后，《正版现货 开关电源技术教程》以其清晰的排版和丰富的插图吸引了我。书中对开关电源的各个组成部分进行了细致的介绍，从功率器件的选择到磁性元件的设计，再到控制策略的运用，都讲解得非常到位。我尤其欣赏书中对实验设计的指导，很多内容都附带了详细的实验步骤和结果分析，这让我这个动手能力较强的人能够边学边练，加深理解。比如，书中关于制作一个简单的Buck变换器的指导，让我成功地完成了自己的第一个开关电源项目，这给了我莫大的成就感。这本书不仅是学习知识的宝库，更是激发学习兴趣的良师益友。