模块电源外围电路设计要点及应用实例 电子工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

周志敏著 著

图书标签:

• 模块电源
• 电源外围电路
• 电路设计
• 电子工程
• 应用实例
• 开关电源
• 电力电子
• 电子工业出版社
• 电源系统
• SMPS

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121313851

商品编码：29742163663

包装：平装-胶订

出版时间：2017-05-01

基本信息

书名：模块电源外围电路设计要点及应用实例

定价：48.00元

作者：周志敏著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2017-05-01

ISBN：9787121313851

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

本书结合国外模块电源技术的发展动向及的应用实践，在简介DC/DC变换器与模块电源的基础上，系统地讲述软开关控制技术及电路分析、VICOR模块电源、DC/DC模块电源工程应用、系统电源架构及模块电源应用电路实例等内容。本书题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，文字通俗，具有很高的实用价值，是从事模块电源设计与应用工程技术人员的读物。

内容提要

---

本书结合国外模块电源技术的发展动向及的应用实践，在简介DC/DC变换器和模块电源的基础上，系统地讲述了软开关控制技术及电路分析、VICOR模块电源、DC/DC模块电源工程应用、系统电源架构及模块电源应用电路实例等内容，题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，文字通俗，具有很高的实用价值，是从事模块电源设计与应用的工程技术人员的读物。

目录

---

章DC/DC变换器与模块电源
1��1DC/DC变换器分类及典型电路
1��1��1DC/DC变换器分类及拓扑结构
1��1��2DC/DC变换器的典型电路
1��1��3高功率密度DC/DC变换器
1��1��4高功率密度DC/DC变换器的发展现状
1��2模块电源
1��2��1模块电源的特点及分类
1��2��2模块电源的功能及损耗
1��2��3模块电源可靠性及设计中的挑战
1��2��4模块电源的优点及设计规则
1��2��5模块电源发展呈现的特点及发展趋势
第2章软开关技术及电路分析
2��1软开关技术
2��1��1软开关及软开关电路分类
2��1��2软开关电路的工作原理
2��1��3无源软开关技术
2��2软开关变换器的电路分析
2��2��1无源软开关变换器的电路分析
2��2��2无损缓冲双管串联单正激电路分析
2��2��3准谐振软开关反激变换器电路分析
2��2��4不对称脉宽调制半桥DC/DCZVS变换器电路分析
2��2��5正激式ZVT—PWM变换器电路分析
2��2��6零电流零电压开关交错并联双管正激变换器电路分析
2��2��7ZVT(零转换)—PWM变换器电路分析
2��2��8推挽工作模式软开关DC/DC变换器电路分析
2��2��9ZVS—PWM全桥变换器电路分析
2��2��10有限双极性控制ZVZCSPWM全桥变换器电路分析
2��2��11单相Boost型软开关功率因数校正电路分析
第3章VICOR模块电源
3��1VICOR模块电源的特性及应用电路
3��1��1VICOR模块电源的特性
3��1��2VICOR模块电源的应用电路
3��2VICOR模块电源的恒流控制与保护及均流技术
3��2��1VICOR模块电源的恒流控制技术
3��2��2VICOR模块电源的保护技术
3��2��3VICOR模块电源的均流技术
3��3VICOR的辅助模块
3��3��1自动调节整流模块(ARM)
3��3��2滤波/自动调节整流模块(FARM)
3��3��3高增压谐波衰减模块(HAM)
3��3��4交流前端模块(ENMod)
3��3��5滤波及输入衰减模块(FIAM)
3��3��6输出纹波衰减模块(MicroRAM)
第4章DC/DC模块电源工程应用
4��1DC/DC模块电源的选择及可靠性计算
4��1��1DC/DC模块电源的选择
4��1��2模块电源可靠性计算
4��1��3模块电源应用中的注意事项
4��2模块电源的设计要求及热插拔技术
4��2��1模块电源的设计要求
4��2��2模块电源的热插拔功能及冲击电流限制
4��2��3提高电源冗余度的热插拔结构
4��3系统电源优化设计及模块电源测试
4��3��1系统电源应用技术
4��3��2应用DC/DC变换器优化设计系统电源
4��3��3模块电源的合理应用
4��3��4分布电源设计
4��3��5模块电源测试
第5章系统电源架构及模块电源应用电路实例
5��1系统电源架构的发展和分比功率架构的特点
5��1��1系统电源架构的发展
5��1��2FPA的控制架构及特点
5��2模块电源应用实例
实例1�被�于全砖DC/DC变换器的铅酸蓄电池充电器应用电路
实例2�蹦赶弑浠荒？�(BCM)与非隔离负载点变换器(niPOL)的组合应用电路
实例3�被�于电压变换模块(VTM)的宽输入电压应用电路
实例4�� 基于总线变换模块(BCM)构成的大功率阵列应用电路
实例5�蔽⑿虳C/DC变换器遥感功能应用电路
实例6�备吖β拭芏菵C/DC变换器的压、过压锁定应用电路
实例7�� 基于全型、小型及微型系列DC/DC变换器的高功率阵列应用电路
实例8�� 基于高功率密度DC/DC变换器的工业高电压电源应用电路
实例9�� 基于分比功率架构的系统电源应用电路
实例10�钡ジ鯬RM驱动多个VTM的并联应用电路
实例11�被�于PRM和VTM的恒定电流驱动LED的应用电路
参考文献

作者介绍

---

周志敏，1985年毕业于哈尔滨建筑大学（现为哈尔滨工业大学）电气自动化专业，1985年8月在黑龙江省荣军电力公司从事技术工作，1987年5月在山东莱芜钢铁集团公司安装工程处从事技术工作，1990年12月在山东莱芜钢铁集团公司设计院从事电气自动化设计工作，1999年8月在山东莱芜钢铁集团公司动力部从事技术管理和开发工作。

文摘

---

序言

---

深入浅出的电力电子设计指南：模块电源外围电路的奥秘与实践 在现代电子设备飞速发展的浪潮中，电源作为其“心脏”，扮演着至关重要的角色。而模块电源，以其高度集成化、高效率和易于实现的特性，已成为众多电子产品设计中的首选。然而，任何一个高性能的模块电源，都离不开精心设计的周边电路。这些外围电路不仅直接影响着模块电源的稳定运行、滤波效果、保护性能，更关乎整个系统的可靠性和效率。本书将为您揭开模块电源外围电路设计的神秘面纱，深入剖析每一个关键的设计要点，并结合丰富的应用实例，助您轻松掌握实用且高效的设计技巧。 一、 何为模块电源外围电路？为何如此重要？ 在正式展开设计细节之前，我们首先需要明确“模块电源外围电路”的范畴及其核心价值。模块电源本身通常指的是一个集成了开关控制器、功率开关管、甚至部分储能元件的集成模块。它提供了一个基本的电源转换功能。然而，为了让这个模块能够安全、稳定、高效地在实际应用环境中工作，我们需要围绕它构建一系列辅助电路。 这些外围电路主要包括但不限于： 输入/输出滤波电路： 这是最基本也是最重要的部分。开关电源工作时会产生高频的电磁干扰（EMI），这些干扰如果不被有效抑制，会污染电源线，影响其他敏感电路的工作，甚至可能违反电磁兼容性（EMC）法规。输入滤波旨在阻止外部的噪声侵入，输出滤波则旨在消除模块电源自身的开关噪声，提供纯净的直流输出。 保护电路： 包括过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）、短路保护（SCP）、过温保护（OTP）等。这些保护机制是确保电源模块和整个系统免受损坏的关键。一旦发生异常情况，保护电路能够及时触发，切断电源或限制电流，防止连锁反应。 反馈与控制电路： 虽然模块电源内部可能包含基本的反馈控制，但在许多复杂应用中，需要外部电路来增强或调整其控制特性，例如实现恒压恒流（CVCC）输出、远程开关控制、电源排序等。 缓冲与启动电路： 在电源启动的瞬间，由于电容充电等原因，可能会产生较大的浪涌电流。缓冲电路能够限制这一浪涌电流，保护电源模块和负载。 信号隔离与通信接口： 在某些隔离要求的应用中，需要额外的隔离电路来实现输入输出的电气隔离。同时，为了便于监控和管理，通常还需要设计相应的通信接口电路。 散热设计： 功率器件在工作时会产生热量，合理有效的散热是保证模块电源长期稳定工作的必要条件。这涉及到散热片的选型、安装方式，以及可能的风扇驱动电路等。 理解了这些外围电路的功能，我们就能深刻体会到它们的重要性。它们并非可有可无的“附属品”，而是与模块电源本身同等重要的设计要素。一个优秀的外围电路设计，能够显著提升电源的性能、可靠性和安全性，最终决定了整个电子产品的成败。 二、 模块电源外围电路设计的核心要素解析 本书将深入探讨每一个外围电路设计的核心要点，力求做到条理清晰，易于理解。 1. 滤波电路的设计精髓： LC滤波器的理论基础与实践： 我们将从基础的RLC电路理论出发，讲解电感和电容在滤波中的作用，以及它们的选型原则。重点分析如何根据所需的滤波带宽、插入损耗和输出阻抗来选择合适的电感值和电容值。 EMI抑制技术： 深入探讨共模和差模噪声的产生机理，以及如何通过X电容、Y电容、共模电感、Y型电感等元器件进行有效抑制。我们将介绍EMI滤波器的设计流程，包括规格确定、元件选择、布局布线原则等。 实际应用中的考量： 考虑到实际电路板空间的限制、成本控制以及元件的寄生参数影响，我们将提供实用的设计技巧，如如何利用PCB走线构成滤波器，如何选择具有低ESR（等效串联电阻）和低ESL（等效串联电感）的电容，以及如何进行滤波器性能的仿真和测试。 2. 可靠的保护电路设计： 过压/欠压保护： 详细讲解如何利用稳压管、TL431、光耦、比较器等设计精确的过压和欠压检测电路。我们将分析不同保护机制（如关断、限流）的优缺点，以及如何根据具体应用需求进行选择。 过流/短路保护： 介绍电流检测电阻、霍尔效应传感器、电流互感器等多种电流检测方式，并讲解如何配合PWM控制器或独立的保护IC实现精确的过流和短路保护。我们将深入分析限流模式（如折返限流、恒流限流）和关断模式的实现方法。 过温保护： 探讨NTC热敏电阻、K型热电偶、温度传感器IC等多种温度检测元件，并讲解如何设计触发阈值和保护动作。我们将重点关注散热设计与过温保护的协同工作。 软启动与浪涌电流抑制： 介绍通过RC电路、PWM占空比控制等方式实现软启动，有效减小启动时的电压应力。我们将详细解析浪涌电流的产生原因，并提供多种抑制方案。 3. 高效的反馈与控制优化： 电压反馈回路设计： 讲解如何设计误差放大器，分析其频率响应（增益裕度和相位裕度），确保系统的稳定性。我们将深入研究PID控制器的原理及其在电源系统中的应用。 电流模式控制与电压模式控制的比较： 分析两种控制方式的优缺点，以及它们在外围电路设计上的差异。 远程控制与电源管理： 介绍如何设计远程开关、电源使能、电源状态指示等功能，以及如何集成到更复杂的电源管理系统中。 4. 隔离与安全设计： 隔离技术的原理与应用： 讲解变压器隔离、光耦隔离、数字隔离等技术，分析它们在不同应用场景下的适用性。 安规要求与设计考量： 结合相关的国际安全标准，讲解爬电距离、电气间隙、绝缘强度等关键参数的设计要求，确保产品符合安全规范。 三、 理论与实践的完美结合：丰富的应用实例 理论知识的学习固然重要，但只有将理论应用于实践，才能真正掌握设计精髓。本书精心挑选了多个具有代表性的应用实例，涵盖了不同功率等级、不同输入输出需求的模块电源外围电路设计。 实例一：小功率AC-DC开关电源的输入滤波与EMI抑制 我们将以一个常见的12V/1A AC-DC模块电源为例，详细设计其输入端的EMI滤波器，包括器件选型、布局布线、以及如何通过电路仿真验证其滤波效果。 实例二：高效率DC-DC升压/降压模块的外围保护与稳定设计 针对一个常见的Buck/Boost转换器模块，我们将重点设计其输出过流保护、短路保护以及软启动电路，并分析如何优化反馈回路以获得良好的动态响应。 实例三：隔离型DC-DC电源的隔离与反馈控制设计 我们将演示如何利用隔离变压器和光耦实现电源隔离，并设计相应的控制电路以满足隔离要求。 实例四：车载电源的宽输入范围与严苛环境下的保护设计 考虑到车载环境的特殊性，我们将重点关注宽输入电压范围的适应性，以及如何在高温、振动等恶劣条件下保证电源的稳定可靠运行。 实例五：LED驱动电源的关键外围设计 针对LED驱动电源的特点，我们将深入探讨恒流输出的精度要求、纹波抑制以及过温保护设计。 每一个实例都将遵循“需求分析-原理讲解-元件选型-电路设计-仿真验证-注意事项”的流程，力求让读者能够循序渐进地掌握设计思路，并能够举一反三。 四、 设计中的通用原则与进阶技巧 除了具体的电路设计，本书还将提炼出模块电源外围电路设计中的一些通用原则，这些原则对于任何应用场景都具有指导意义： 元器件选型的智慧： 如何在性能、成本、可靠性和可用性之间找到最佳平衡点。 PCB布局布线的艺术： 关键信号的走线方式、地线的处理、电源线的布设，以及对EMI的影响。 仿真与实测的联动： 如何利用仿真工具提前预测设计结果，并如何通过实际测试来验证和优化设计。 成本效益的考量： 在满足性能要求的前提下，如何最大程度地降低BOM成本。 模块化与标准化设计： 如何通过模块化设计提高设计的复用性和可维护性。 五、 结语 本书旨在成为您在模块电源外围电路设计道路上不可或缺的指南。无论您是初入电子设计领域的工程师，还是经验丰富的硬件开发人员，都能从中获益。我们希望通过深入浅出的讲解和丰富的实践案例，帮助您建立扎实的理论基础，掌握实用的设计技巧，最终能够自信地设计出高性能、高可靠性的模块电源外围电路，为您的电子产品注入强劲的生命力。现在，让我们一同踏上这段精彩的电力电子设计之旅！

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在进行一场深入的工业级代码审查，只不过审查对象是硬件电路。作者的严谨态度体现在每一个细节中，特别是对元件选型的考量，绝非仅仅停留在参数表上。例如，当讨论到续流二极管的选择时，书中不仅仅提到了反向恢复时间和击穿电压，还引入了瞬态电流脉冲下的结温变化模型，这对于设计高可靠性的开关电源至关重要。这种超越标准数据表描述的深度挖掘，使得书中的每一个“应用实例”都充满了实战的痕迹和教训。我个人认为，这本书的价值在于它教会我们如何“预见”问题，而不是等到测试台亮红灯时才去“解决”问题，这才是衡量优秀设计指南的黄金标准。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，市面上许多声称是“设计指南”的书籍，往往更像是产品手册的拼接，缺乏内在的连贯性和深刻的洞察力。然而，这本关于模块电源外围电路的书籍，却展现出一种罕见的系统思维。它清晰地描绘了从系统级需求如何向下分解到具体器件级实现的完整链路。最让我印象深刻的是其中关于数字控制与模拟前端接口部分的讨论，这在很多传统电源书中往往被轻描淡写。作者详细分析了ADC/DAC的噪声源、时钟抖动对环路稳定性的影响，以及如何通过软件和硬件协同设计来提升整体性能。这种对现代混合信号电源设计挑战的精准把握，使得这本书的参考价值在当前技术快速迭代的环境下依然保持着领先地位。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对“要点及应用实例”这个标题有点保留，担心内容会过于泛泛而谈，但翻开后才发现是我的多虑了。这本书的深度远超我的预期，特别是在热管理和EMI/EMC方面，给出了非常具体且可操作的建议。我过去在设计高功率密度电源时，常常被过热问题困扰，查阅了许多资料都收效甚微，但这本书中关于散热路径设计和封装选择的讨论，提供了全新的视角。作者似乎对不同工艺下的器件特性了如指掌，例如在讨论输入滤波时，对不同类型电容的等效串联电阻（ESR）和等效串溜电感（ESL）对高频纹波的影响进行了细致的对比分析，这种层层递进的剖析，让我对“优化”二字有了更深刻的理解。对于那些追求极致性能的硬件工程师来说，这本书的价值不言而喻。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是电路设计领域的一股清流，对于那些想在模块电源外围电路设计上有所突破的工程师来说，绝对是份量十足的参考资料。我尤其欣赏它深入浅出的讲解方式，对于一些复杂的阻抗匹配和噪声抑制问题，作者都能用非常直观的图示和严谨的数学推导来阐明，读起来一点都不觉得枯燥。它不是那种堆砌公式的教科书，而是更侧重于“为什么这么做”和“实际应用中应该注意什么”。比如书中对瞬态响应优化那几页，简直是实战经验的结晶，我照着调整了自己的一个项目中的设计参数，效果立竿见影，省去了我大量试错的时间。这种将理论与实践完美结合的编写风格，是很多市面上同类书籍所不具备的，它更像是资深专家手把手的指导，让人感觉非常踏实可靠。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常精妙，逻辑性强到令人佩服。它不是简单地罗列各种电路单元，而是围绕着电源系统稳定运行的核心需求，层层构建起一个完整的知识体系。从最基础的去耦和旁路策略开始，逐步过渡到更复杂的保护电路和反馈环路补偿设计。我发现自己过去在设计中常常忽略的一些细节，比如PCB走线的电磁耦合效应，在书中被提升到了一个至关重要的地位，并提供了具体的布局指导原则。这种循序渐进的学习路径，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，即便是刚接触电源模块集成的初级工程师，也能很快掌握核心的设计思维。它真正做到了把复杂的问题拆解成一系列可管理的小模块来攻克，非常适合自学或者作为培训材料使用。