从零学起开关电源设计入门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

马洪涛 著

图书标签:

• 开关电源
• 电源设计
• 电力电子
• SMPS
• 电路设计
• 电子工程
• 入门
• 从零开始
• 电源管理
• 变压器

店铺： 西单图书大厦专营店

出版社： 化学工业

ISBN：9787122318564

商品编码：29375417632

出版时间：2018-07-01

基本信息

商品名称： 从零学起开关电源设计入门	出版社： 化学工业出版社	出版时间：2018-07-01
作者：马洪涛	译者：	开本： 16开
定价： 59.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787122318565	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

本书从实用角度出发，全面系统深入地阐述了开关电源 的基础知识、典型开关电源的结构及工作原理、开关电源的 控制电路及各种保护电路的作用、开关电源的设计流程、开 关电源的调试与测试方法等，并给出了几种开关电源的设计 实例分析。 本书可供电子和电气工程技术人员，仪器仪表及家电维 修人员，大专院校师生及电子爱好者阅读。

《从零学起开关电源设计入门》 一、 开启电源设计的奇妙旅程：从基本原理到实践应用 您是否曾对家中各种电子设备背后的“心脏”——电源——感到好奇？从手机充电器到笔记本电脑适配器，再到各种精密仪器，开关电源无处不在，默默地为我们提供着稳定的能量。然而，其内部工作原理却常常蒙上一层神秘的面纱。本书《从零学起开关电源设计入门》正是为您揭开这层面纱，引领您一步步踏入开关电源设计的精彩世界。 本书并非仅限于理论的堆砌，而是以“从零学起”为核心，力求让初学者也能轻松理解并掌握开关电源设计的精髓。我们深知，对于许多读者而言，“电源”二字可能意味着复杂的电路图、抽象的公式和晦涩的专业术语。因此，本书在内容编排上，遵循循序渐进的原则，从最基础的直流稳压原理讲起，逐步引入开关稳压的概念，再深入探讨各种经典的开关电源拓扑结构。 1. 直流稳压的基石：理解线性稳压 在正式进入开关电源的世界之前，我们首先需要建立起对“稳压”这一基本概念的深刻理解。本书的第一部分将详细介绍线性稳压器的工作原理。通过分析线性稳压器的基本电路，您将了解到它如何通过控制串联或并联的调整元件来维持输出电压的稳定。我们会探讨其优缺点，例如其简单易懂的结构和较低的噪声，但同时也指出其在效率上的局限性，特别是当输入电压与输出电压的压差较大时，会产生大量的热量损耗。这一部分的讲解，旨在为您打下坚实的理论基础，为理解后续更高效的开关电源技术做好铺垫。 2. 效率的飞跃：开关稳压的魅力 线性稳压器的局限性促使了更加高效的解决方案的诞生——开关稳压器。本书的第二部分将是您进入开关电源世界的“敲门砖”。我们将揭示开关稳压器为何能够实现高效率，其核心在于“开关”这一概念。您将了解到，开关稳压器通过高速地开关导通和截止功率器件，在“导通”状态下尽可能减少损耗，在“截止”状态下则几乎没有损耗。通过这种“斩波”式的能量传输，开关稳压器能够显著降低能量损耗，从而大幅提高效率。这一部分将介绍开关稳压器的基本工作流程，以及与线性稳压器在原理上的根本区别。 3. 经典拓扑的探索：BUCK、BOOST与SEPIC 理解了开关稳压的基本原理后，本书将带您深入探索几种最经典、最常用的开关电源拓扑结构。 降压（BUCK）拓扑： 这是最常见的开关电源拓扑之一，用于将较高的输入电压降低到较低的输出电压。本书将详细解析BUCK变换器的工作原理，包括其储能元件（电感）和开关元件（MOSFET或BJT）是如何协同工作的。您将学习到如何计算所需的电感值和电容值，以满足特定的输出电压和电流要求。同时，我们还会讨论BUCK变换器在不同工作模式下的表现，例如连续导通模式（CCM）和断续导通模式（DCM）。 升压（BOOST）拓扑： 与BUCK拓扑相反，BOOST变换器用于将较低的输入电压升高到较高的输出电压。本书将深入剖析BOOST变换器的电路结构和工作原理，讲解其如何利用电感的储能特性来实现升压。您将掌握计算BOOST变换器关键参数的方法，并了解其在各种应用场景下的优势，例如用在电池供电设备中，当电池电量下降时，仍然能够提供稳定的高电压输出。 升降压（BUCK-BOOST）与SEPIC拓扑： 在实际设计中，有时需要实现输出电压比输入电压高或低，或者需要隔离输入输出。本书将进一步介绍BUCK-BOOST拓扑，它能够实现反向输出电压，同时也能在一定范围内实现升降压功能。此外，我们还将引入SEPIC（Single-Ended Primary-Inductor Converter）拓扑，它是一种能够实现非反向输出电压的升降压变换器，在某些对输出电压极性有要求的应用中非常有用。对这些拓扑结构的深入理解，将为您应对各种复杂的电源设计需求提供强大的工具。 4. 关键器件的选择与设计：功率器件、电感与电容 开关电源的设计离不开各种关键电子元件的精确选择和合理配置。本书的第四部分将聚焦于这些核心器件的设计与选择： 功率器件（MOSFET/BJT）： 作为开关稳压器中的核心开关元件，功率器件的性能直接影响着电源的效率和可靠性。我们将详细介绍MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和BJT（双极结型晶体管）的选型原则，包括其耐压、导通电阻、开关速度、栅极/基极驱动特性等关键参数。您将学习如何根据工作电压、电流和开关频率来挑选合适的功率器件，并了解如何对其进行有效的驱动和保护。 电感的设计与计算： 电感是开关电源中用于储能和传递能量的关键元件。本书将阐述电感在不同拓扑结构中的作用，并提供详细的计算方法，教您如何根据工作电流、纹波电流以及所选拓扑来确定所需的电感值。我们还将讨论不同类型电感（如功率电感、共模电感）的特点和应用，以及如何避免饱和等问题。 电容的选择与布局： 电容在开关电源中同样扮演着至关重要的角色，主要用于滤波和储能。我们将深入讲解输入滤波电容、输出滤波电容的作用，以及它们对电源纹波、瞬态响应的影响。您将学习如何根据输出电流、纹波要求以及ESR（等效串联电阻）等参数来选择合适的电容器（如陶瓷电容、电解电容、薄膜电容），并了解电容在PCB（印刷电路板）布局中的重要性，以减小寄生参数带来的不利影响。 5. 控制策略的奥秘：电压模式与电流模式 为了实现精确的输出电压控制，开关电源需要一套有效的控制策略。本书的第五部分将带领您探索两种主流的控制方式： 电压模式控制（Voltage Mode Control）： 这是最基础的控制方式，通过比较输出电压与参考电压的误差来控制PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比。我们将解析电压模式控制的原理，并分析其闭环系统的稳定性。 电流模式控制（Current Mode Control）： 相较于电压模式，电流模式控制具有更好的动态响应和更强的线路调整能力。本书将详细阐述电流模式控制的两种主要实现方式：峰值电流模式控制和平均电流模式控制。您将理解电流模式控制如何通过检测电感电流来间接控制输出电压，并了解其在抑制噪声、过流保护等方面的优势。 6. 实际设计流程与案例分析：从原理到落地 理论知识的掌握最终需要通过实践来检验。本书的第六部分将提供一套完整的开关电源设计流程，指导您如何将所学知识应用于实际项目中。我们将一步步带领您完成从需求分析、参数计算、器件选型、原理图设计、PCB布局到原型制作和调试的整个过程。 为了加深您的理解，本书还将包含多个精心设计的实用案例分析。这些案例将涵盖不同功率等级、不同应用场景下的开关电源设计，例如： 低功耗USB充电器设计： 学习如何设计一款高效、小巧的USB充电器，满足智能手机等设备的充电需求。 中等功率LED驱动电源设计： 了解如何设计一款稳定可靠的LED驱动电源，确保LED的亮度和寿命。 高效率DC-DC转换器设计： 探讨如何设计一款高效率的DC-DC转换器，应用于电池供电设备，延长续航时间。 通过对这些案例的深入剖析，您将能够清晰地看到理论知识是如何转化为实际产品的，并从中学习到宝贵的工程经验和设计技巧。 7. 调试与优化的进阶：让您的设计更完美 即使是精心设计的电路，在实际调试过程中也可能遇到各种意想不到的问题。本书的最后一章将聚焦于开关电源的调试与优化。您将学习到如何使用示波器、万用表等常用仪器来检测电路的各项参数，例如输出电压纹波、瞬态响应、效率等。我们还将讨论常见的调试技巧，以及如何定位和解决设计中的潜在问题。 此外，本书还会触及一些进阶的优化技术，例如如何进一步提高电源的效率、降低EMI（电磁干扰）、增强电源的稳定性以及如何实现过压、过流、短路等保护功能。通过这些内容的学习，您将能够将您的开关电源设计推向更高的水平，使其更加健壮、可靠和高效。 《从零学起开关电源设计入门》不仅仅是一本书，更是一扇通往电源设计世界的门。无论您是电子工程专业的学生，还是对电子技术充满热情的爱好者，抑或是希望提升自身技能的工程师，本书都将是您不可或缺的学习伴侣。我们相信，通过本书的学习，您将能够从零开始，一步一个脚印，最终成为一名出色的开关电源设计师。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，电源是整个电子系统的“心脏”，一个稳定高效的电源对于任何电子设备都至关重要。但开关电源的设计，总给我一种高深莫测的感觉。我之前尝试阅读过一些技术文章，但往往因为缺乏基础知识，难以深入理解。我之所以选择《从零学起开关电源设计入门》这本书，是希望能有一个“从易到难”的学习过程，能够真正掌握开关电源的基本原理和设计方法。我最希望从书中获得的是清晰的逻辑梳理，让我能理解开关电源是如何通过周期性的开关动作，实现能量的存储和释放，从而达到电压的升降。我希望书中能用图文并茂的方式，将抽象的概念具象化，例如，如何通过一个简单的例子来解释 PWM（脉冲宽度调制）控制是如何工作的。我还特别希望能了解一些关于功率器件（如 MOSFET）的选型原则，以及电感和电容在滤波和能量存储方面的作用。我希望书中能够提供一些实用的设计技巧，例如如何根据输出功率和电压要求，来初步估算关键元件的参数。我同样关心开关电源的效率问题，希望能从书中找到一些提升效率的常用方法，以及在设计中需要注意的细节。我希望这本书能让我觉得，开关电源的设计不再是“黑魔法”，而是可以通过系统学习来掌握的工程技术，并能为我以后在实际项目中独立完成电源设计打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来对动手制作电子小玩意儿都充满了好奇，尤其对那些能把电能变得“神奇”的装置非常着迷。开关电源就是这样一个让我觉得很神秘的领域，我看到很多电子产品里面都有它，但具体是怎么工作的，我一直没有一个清晰的概念。我拿到《从零学起开关电源设计入门》这本书，主要的期待是它能像一个“魔法手册”，为我揭示开关电源背后的奥秘。我希望书中能够用最简单、最直观的方式，让我理解诸如“斩波”、“储能”、“滤波”等基本概念。例如，当我说“斩波”时，我脑海中浮现的是一个不断开关的动作，但这个动作如何与电压、电流的变化联系起来，我希望书中能有非常形象的比喻或图解。我也非常期待书中能讲解一些最基础的拓扑结构，比如 Buck、Boost、Buck-Boost，并解释它们各自的特点和适用场景。我希望作者能够详细介绍每个关键元件（如MOSFET、二极管、电感、电容）的作用，并提供一些关于如何初步选择这些元件的指导，即使只是入门级的建议。我不想上来就接触到复杂的数学公式和精密的计算，我更希望先建立起对整个电路功能和元件之间相互作用的感性认识。如果书中能提供一些简易的实验电路，并且告诉我如何使用万用表等基础工具进行测量和验证，那将是极大的帮助。我希望读完这本书，我能对开关电源有一个“从无到有”的理解，并且能够自信地去尝试设计一些非常基础的电源电路。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对嵌入式系统设计有一定了解但对硬件电源部分涉足不深的爱好者，我发现开关电源的设计和理解往往是制约我进一步深入的瓶颈。我经常在尝试将我的控制逻辑与实际硬件相结合时，遇到供电不稳、效率低下等问题，这让我非常头疼。所以我购买《从零学起开关电源设计入门》这本书，最核心的诉求是希望能够理解开关电源的设计思路和核心理论，从而能够更好地为我的嵌入式项目提供稳定的、高效的电源解决方案。我希望书中能详细阐述开关电源的设计流程，从需求分析到最终的样板测试。我特别关注书中对于如何根据负载需求选择合适的拓扑结构和关键器件的讲解。例如，在为微控制器供电时，是选择 Buck 还是 LDO？在需要高功率输出时，又该如何考虑？我希望书中能提供一些实际的选型依据和计算方法，而不是仅仅列出各种理论公式。此外，对于开关电源的稳定性问题，我非常希望能从书中找到答案。如何设计合理的反馈回路？如何选择合适的补偿元件以避免振荡？这些都是我非常希望能够学习到的内容。我也对开关电源的EMI（电磁干扰）问题比较关心，希望书中能提供一些基础的理解和解决思路，以便在设计过程中尽量减少对其他电路的影响。我期望这本书能给我提供一套系统性的框架，让我能够自信地着手设计和优化自己的电源电路。

评分☆☆☆☆☆

初次接触到电子设计领域，尤其是开关电源这个略显复杂的概念，我几乎是两眼一抹黑。市面上关于这个主题的书籍确实不少，但很多都像是为已经有一定基础的工程师准备的，充斥着各种专业术语和复杂的公式，让人望而却步。当我拿起《从零学起开关电源设计入门》这本书时，我的主要期望是能有一个循序渐进的学习路径，让我能够理解最基本的原理，知道为什么开关电源会比传统的线性电源更受欢迎，以及它们在实际应用中是如何工作的。我希望能从这本书中找到一些清晰的解释，比如，为什么使用开关而不是简单的电阻来控制电流？电感和电容在其中又扮演着怎样的角色？我希望作者能用通俗易懂的语言，甚至通过生动的比喻，来阐述这些核心概念。其次，我非常关心实际操作的指导。理论知识固然重要，但最终目的是要能动手设计和实现。我期待书中能有详细的原理图分析，哪怕是简单的Buck或Boost电路，也能一步步地讲解元件的选择、参数的计算，甚至是如何使用一些基础的测试设备来验证设计。对于我这样的小白来说，能够看到一些实际的 PCB 布局建议，或者在元器件选择上的一些避坑指南，都会非常有帮助。例如，不同封装的MOSFET在散热方面有什么差异？如何选择合适的电感值才能在效率和体积之间取得平衡？这些都是我迫切想了解的问题。我希望这本书能像一位耐心的老师，一点点地引导我，让我从对开关电源的“不知”变成“略知”，为我后续更深入的学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我原本对电子设计领域并不太感冒，觉得那是一个很枯燥、很抽象的学科。但最近因为工作需要，需要了解一些关于电源管理方面的内容，而开关电源又是其中绕不开的一个环节。在信息爆炸的时代，找到一本真正能够“入门”的书并不容易。很多书籍上来就是各种公式推导，看着就头疼。我当时最希望从《从零学起开关电源设计入门》这本书里获得的是一种“拨云见日”的感觉。我希望它能让我明白，开关电源的核心思想究竟是什么？它是如何通过“开关”这个简单的动作，实现高效的电压转换的？书中是否能够提供一些直观的图示，比如波形图，来帮助我理解不同工作模式下的电压和电流变化？我特别希望它能解释清楚，为什么我们能在各种电子产品中普遍看到开关电源的影子，它们到底解决了线性电源的哪些痛点？我希望能读到关于效率、功率密度、成本等方面的对比分析，让我能从宏观上理解开关电源的优势。另外，如果书中能够提供一些非常基础的应用案例，比如如何设计一个简单的 LED 驱动电源，或者一个给手机充电的 USB 充电器，即使是很简化的模型，也能让我对整个设计流程有一个初步的感知。我不想一开始就接触复杂的反馈控制，只想先理解“输入-输出”是如何建立联系的，以及有哪些关键的因素会影响这个过程。总之，我希望这本书能让我觉得，开关电源的设计并没有想象中那么高不可攀，它是有章可循，并且可以通过系统的学习来掌握的。