9787030150950 現代儀器電源--原理技術設計 科學齣版社 張建生 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

張建生 著

圖書標籤:

• 電源技術
• 儀器電源
• 開關電源
• 電力電子
• 電路設計
• 科學齣版社
• 張建生
• 現代儀器
• 電子技術
• 電源原理

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030150950

商品編碼：29561325371

包裝：平裝

齣版時間：2005-07-01

基本信息

書名：現代儀器電源--原理技術設計

定價：28.00元

作者：張建生

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2005-07-01

ISBN：9787030150950

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.459kg

編輯推薦

---

內容提要

---

本書緊密結閤具體産品，係統全麵地介紹新型儀器電源技術的基本原理和實用技術，具有較強的實用性和針對性。全書內容包括：開關電源原理，開關電源性能分析，開關電源中功率器件性能分析，開關電源産品設計與工藝，通信用智能開關電源的監控係統及高頻開關電源係統，通信機房電源的配置，通信用新型電源電池，新型智能開關電源設計仿真等。此外，附錄中還列齣瞭和開關電源相關的高頻功率變壓器的設計，以及部分電源 MOSFET器件參數錶，以供讀者參考。
本書可作為電氣工程及自動化專業、電子信息專業、通信工程專業的教材或輔導用書，也可供其他相關專業及對現代儀器電源感興趣的讀者閱讀。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

探秘電力世界的精微運作：直流穩壓電源的奧秘與創新 本書將帶您深入探索現代科學儀器核心——直流穩壓電源的原理、技術與設計。在浩瀚的科技領域，精密儀器扮演著不可或缺的角色，而其穩定可靠的運行，則離不開一個強大而精密的“心髒”——高品質的直流穩壓電源。它如同血液般滋養著儀器的各個部件，確保數據的精確采集與分析。本書旨在揭示這一關鍵技術背後的深層邏輯，從基礎理論到前沿應用，全麵展現直流穩壓電源的魅力與發展脈絡。 一、直流穩壓電源的基礎脈絡：從原理到核心構成 在正式展開技術探討之前，我們有必要先迴顧直流穩壓電源的本質。其核心目標在於將不穩定的直流輸入電壓，經過一係列的能量轉換與調節，輸齣一個恒定、純淨的直流電壓，以滿足敏感電子設備對供電的嚴苛要求。想象一下，當您進行一項至關重要的科學實驗，一絲毫的電壓波動都可能導緻數據失真，甚至整個實驗前功盡棄。直流穩壓電源正是為此而生，它像一位忠誠的守護者，時刻維持著電力供給的穩定。 本書將從最基礎的能量轉換原理入手，層層剝離復雜的電路結構，帶領讀者理解電壓、電流、功率等基本概念在穩壓電源中的應用。我們將詳細剖析各類基本的穩壓電路拓撲，例如： 綫性穩壓器（Linear Regulators）： 這是最直觀、也是最經典的穩壓方式。我們將深入理解其工作原理，分析其優缺點，以及在何種應用場景下仍然是最佳選擇。綫性穩壓器通過一個串聯的調節元件（如三極管或場效應管）將多餘的電壓“壓掉”，如同一個可調節的電阻。雖然原理簡單，但其在效率和發熱方麵存在局限性。我們將探討如何優化設計，例如采用低壓差（LDO）綫性穩壓器，以提高效率並減小功耗。 開關穩壓器（Switching Regulators）： 隨著科技的進步，開關穩壓器以其高效率和緊湊的體積，逐漸成為主流。本書將係統性地介紹各種開關穩壓拓撲，包括： 降壓型（Buck Converters）： 這是最常用的開關穩壓器之一，用於將較高的輸入電壓降低到一個較低的輸齣電壓。我們將詳細解析其工作模式，包括電流和電壓的動態變化，以及功率開關、電感、電容等關鍵元件的作用。 升壓型（Boost Converters）： 升壓型穩壓器則能將較低的輸入電壓提升到一個較高的輸齣電壓，廣泛應用於需要更高工作電壓的場閤。我們將深入理解其儲能和升壓機製。 升降壓型（Buck-Boost Converters）： 這種拓撲能夠實現輸齣電壓高於或低於輸入電壓，提供瞭極大的靈活性。我們將分析其工作原理，以及在不同工作模式下的行為。 反激式（Flyback Converters）、正激式（Forward Converters）等隔離型開關穩壓器： 對於需要電氣隔離的場閤，隔離型開關穩壓器是必不可少的。本書將重點介紹這些拓撲的電路結構、工作原理以及在隔離性能和功率傳輸方麵的優勢。 在介紹各類拓撲的同時，我們將深入探討構成這些穩壓電路的核心元件，如功率開關（MOSFETs、IGBTs）、二極管、電感、電容、控製器芯片等。我們會分析它們的選型原則、參數特性以及對整體性能的影響。例如，電感的儲能能力、電容的濾波效果、功率開關的開關速度和導通損耗，都直接關係到穩壓電源的效率、穩定性和輸齣紋波。 二、精益求精的設計藝術：從理論到實踐的躍遷 理解瞭基本原理後，本書將步入更具挑戰性的設計領域。直流穩壓電源的設計並非簡單的元件堆砌，而是一門精密的工程藝術，需要綜閤考慮多個因素，並進行精細的權衡。我們將重點關注以下關鍵設計環節： 元件選型與參數匹配： 準確選擇閤適的功率器件、電感、電容等，並確保它們之間的參數匹配，是設計成功的基石。本書將提供詳細的元件選型指南，包括考慮額定電流、耐壓、頻率響應、ESR（等效串聯電阻）等關鍵參數。 功率損耗與效率優化： 高效率是現代電源設計的永恒追求。我們將分析不同拓撲在效率上的差異，以及造成功率損耗的主要環節，如開關損耗、導通損耗、磁芯損耗等。在此基礎上，我們將介紹多種提高效率的設計技巧，例如采用低RDS(on)的MOSFETs、優化驅動電路、選擇閤適的磁芯材料等。 輸齣紋波與動態響應： 純淨的輸齣電壓是穩壓電源的關鍵指標。本書將深入分析産生輸齣紋波的原因，如開關頻率、濾波元件的性能等，並提供有效的濾波策略。同時，我們還將探討動態響應，即當負載發生瞬時變化時，穩壓器輸齣電壓的穩定速度和恢復能力，這對於需要快速響應的儀器至關重要。 熱設計與散熱： 功率器件在工作時會産生熱量，不良的熱管理可能導緻性能下降甚至損壞。本書將介紹熱設計的原則，包括熱阻的概念、散熱器的選擇與安裝、以及如何通過閤理的布局來優化散熱。 EMI/EMC設計： 開關電源在工作時會産生電磁乾擾（EMI），並可能對外構成電磁兼容（EMC）問題。本書將介紹EMI/EMC的産生機理，以及相應的抑製措施，如濾波、屏蔽、接地等，確保電源的設計符閤相關法規標準。 保護電路設計： 為瞭保證穩壓電源和所連接設備的可靠運行，各種保護電路是必不可少的。我們將詳細介紹過壓保護、過流保護、欠壓保護、過溫保護等設計方法，以及如何集成到整體設計中。 PCB布局與布綫： 良好的PCB布局和布綫能夠顯著影響電源的性能，尤其是在高頻開關應用中。本書將提供關於PCB布局的指導原則，包括關鍵信號的走綫、地綫的處理、電源綫的連接等，以最小化寄生效應和提高穩定性。 三、前沿技術與創新應用：展望直流穩壓電源的未來 隨著科技的飛速發展，直流穩壓電源也在不斷革新。本書將緊隨技術前沿，為您呈現最新的發展趨勢和創新應用： 數字控製技術： 傳統的模擬控製方式正在逐漸被數字控製所取代。本書將介紹數字控製穩壓器的優勢，如更高的靈活性、更強的集成度、更優的性能以及更容易實現智能監控和通信。我們將探討數字控製器的設計理念、控製算法（如PID控製、模型預測控製）以及其在現代電源係統中的應用。 GaN和SiC器件的應用： 寬禁帶半導體材料（GaN和SiC）以其卓越的性能，正在深刻改變著功率電子領域。本書將分析GaN和SiC器件在直流穩壓電源中的優勢，如更高的開關頻率、更低的損耗、更高的耐壓和工作溫度，以及它們為電源設計帶來的新機遇。 集成化與小型化： 現代電子設備對電源的體積和重量要求越來越高。本書將探討各種集成化技術，如功率集成（PMIC）、多芯片模塊（MCM）等，以及如何通過高度集成化的設計實現電源的小型化和高密度化。 智能電源管理： 結閤物聯網（IoT）和人工智能（AI）技術，智能電源管理正成為新的發展方嚮。本書將探討如何實現電源的遠程監控、故障診斷、自適應優化以及與其他係統的協同工作，從而提高能源利用效率和係統的整體智能化水平。 特種應用電源： 除瞭通用穩壓電源，本書還將觸及一些特種應用領域的電源設計，例如： 醫療儀器電源： 對隔離、低噪聲、高可靠性有著極高的要求。 通信設備電源： 對高效、高功率密度、良好的電磁兼容性有特彆的關注。 航空航天與國防電源： 在極端環境下（高溫、低溫、高輻射）仍能穩定工作。 新能源領域電源： 如太陽能逆變器、電動汽車充電器等，對高效率、大功率和可靠性要求極高。 四、實戰案例分析與設計工具：賦能實踐者 理論知識的掌握需要通過實踐來鞏固。本書將穿插豐富的設計實例，從簡單的綫性穩壓器到復雜的開關電源，帶領讀者一步步完成實際的設計過程。我們會通過詳細的計算、仿真和實際測試數據，展示設計中的關鍵決策和問題解決方法。 此外，本書還將介紹常用的電源設計仿真軟件（如LTspice, PSpice, SIMetrix等）和EDA工具，幫助讀者在實際動手之前進行充分的驗證和優化。 結語： 直流穩壓電源作為現代電子設備不可或缺的組成部分，其重要性不言而喻。本書旨在為工程師、科研人員、以及對電力電子技術感興趣的學生提供一本全麵、深入且實用的參考書籍。我們相信，通過本書的學習，讀者不僅能夠掌握直流穩壓電源的核心原理和設計方法，更能洞悉其發展趨勢，為未來的技術創新奠定堅實的基礎。願本書成為您探索電力世界精微運作的忠實夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用價值簡直是超乎想象，它更像是一本“儀器電源的工程實踐手冊”而非單純的教材。我最欣賞的一點是，它對“儀器”這個特定應用場景的聚焦。儀器電源對穩定性和噪聲的要求遠高於普通的消費電子産品，書中花瞭大量的篇幅來探討如何實現納伏甚至微伏級的輸齣噪聲控製。從低噪聲LDO的選擇與應用，到如何設計一個隔離良好的反饋迴路，再到具體的PCB布局技巧，簡直是事無巨細。我曾經為我們實驗室一個高精度測量設備的電源紋波問題焦頭爛額，嘗試瞭各種市售方案都收效甚微。後來，我嚴格按照書中介紹的“多級噪聲抑製架構”進行重新設計和驗證，效果立竿見影，輸齣噪聲成功降低瞭一個數量級。這種實戰經驗的傳授，是其他理論性強但缺乏工程指導的書籍所無法比擬的。張建生在書中展示的那些復雜的係統級考量，比如不同負載瞬態下的交叉調整率控製，都體現瞭其深厚的實戰功底。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和齣版質量來看，科學齣版社的齣品果然名不虛傳，紙張厚實，印刷清晰，尤其是那些復雜的電路圖和時域圖譜，細節還原度非常高，這對需要長時間閱讀和查閱的工程師來說是一個巨大的福音。這本書的深度和廣度，意味著它並非一蹴而就就能完全掌握的“快餐讀物”。我把它放在手邊，經常在遇到設計瓶頸時拿齣來翻閱某一章節，每次都能有新的啓發。張建生在這本書中展現齣的對細節的執著和對工程嚴謹性的追求，本身就是一種潛移默化的教育。例如，他對不同保護電路（過流、過壓、欠壓鎖定）的實現機製和觸發條件的細緻區分，體現瞭設計者對係統安全性的高度負責。總而言之，這本書已經成為我工具箱裏不可或缺的一件“重型武器”，它定義瞭我對“專業”這個詞的理解，是值得所有電源工程師投入時間和精力去精研的力作。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的《現代儀器電源——原理技術設計》簡直是電源設計領域的百科全書，我剛翻開第一章就被其詳盡的理論深度所震撼。作者張建生顯然是這個領域的資深專傢，他對開關電源拓撲的演進、各種控製環路的分析，簡直是娓娓道來，絲絲入扣。我尤其欣賞他對磁性元件設計那一部分的闡述，從鐵氧體材料的選擇到磁芯的損耗計算，每一個細節都給齣瞭清晰的數學模型和工程經驗的結閤。對於我們這些在實際工作中經常遇到EMI/EMC問題的工程師來說，書中關於濾波技術和接地策略的討論簡直是雪中送炭。它不僅僅是停留在“應該怎麼做”的層麵，更是深入探討瞭“為什麼這樣做”的物理機製。比如，書中對反激式、推挽式以及更復雜的LLC諧振電路的分析，不僅有嚴格的傳遞函數推導，更有豐富的波形圖和實驗數據作為支撐，讓人感覺這本書的理論深度和工程實用性達到瞭一個完美的平衡點，遠超市麵上那些浮於錶麵的設計指南。讀完後，我對高效率、高功率密度電源的設計思路有瞭脫胎換骨的認識，尤其是在處理瞬態響應和熱管理這些棘手問題時，書中的方法論提供瞭堅實的理論後盾。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我原本以為這類專業書籍都會是枯燥乏味的公式堆砌，但《現代儀器電源》的閱讀體驗卻齣乎意料地流暢。張建生的敘事風格非常注重邏輯的連貫性，他總能將復雜的技術概念用一種非常直觀的方式呈現齣來。比如在講解脈衝寬度調製（PWM）的各種調製方式時，他沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是先從一個實際的應用場景入手，闡述瞭不同調製方式在紋波抑製和動態性能上的優缺點，再引齣相應的數學模型，這種“問題導嚮”的教學方法極大地降低瞭學習門檻。我特彆喜歡書裏穿插的一些曆史迴顧和技術演進的脈絡，這讓我對現代電源技術的發展軌跡有瞭更宏觀的理解，而不是僅僅停留在當前技術的點狀知識上。對於初入這個行業的年輕人來說，這本書簡直是量身定製的啓濛導師，它教會的不僅僅是“如何計算”，更是“如何思考”一個完整的電源係統。即便是對於我這樣已經有幾年經驗的人來說，重溫那些基礎概念時，也能從中發現許多先前被忽略的細微之處，確實是值得反復研讀的經典。

評分☆☆☆☆☆

如果用一個詞來形容這本書帶給我的感受，那就是“係統性”。它絕不是零散知識點的堆砌，而是一套完整、閉環的設計方法論。從最開始的需求定義、指標確定（包括環境適應性、電磁兼容性等非電氣指標），到元器件選型、電路拓撲設計，再到最後的測試與調試，作者構建瞭一個嚴謹的工程流程圖。我特彆注意到作者在討論功率密度提升時，不僅僅停留在新的半導體器件（如GaN或SiC）的介紹上，而是更深入地分析瞭這些新器件對散熱、驅動和控製環路帶來的係統級挑戰。這體現瞭作者的深度思考：任何一項技術的進步都不是孤立的，它必然牽動整個係統的設計範式。對於想要構建下一代高性能測試測量設備的設計團隊而言，這本書提供的是一張清晰的路綫圖，它告訴我們如何從零開始構建一個符閤未來標準的高可靠性電源係統，而不是僅僅修修補補現有的設計。