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陆治国 著

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出版社： 辽宁科学技术出版社

ISBN：9787538149371

商品编码：29729471781

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：实用电源技术手册：开关电源分册

定价：32.00元

作者：陆治国

出版社：辽宁科学技术出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787538149371

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，广泛应用于通讯、计算机、工业特种电源、自动控制、电力系统和各种电子设备中。本书系统地介绍了开关电源设计的基本概念、基本方法。主要内容包括开关电源使用的电力电子变换器、常用集成控制器、高频变压器及电感设计、开关电源系统稳定性设计方法及电磁兼容性设计。
本书编写的目的在于给开关电源设计的工程技术人员一个简明的指南，常用的设计公式也都有基本的推导和说明。本书对电气工程学科大学高年级学生和研究生也具有参考价值。

目录

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章　绪论
1.1　开关电源的组成与特点
1.2　开关电源的分类
1.3　开关电源的发展趋势
1.4　开关电源的技术指标与基本设计要求
1.4.1　开关电源的主要技术指标
1.4.2　开关电源设计的基本要求
第2章　电力电子变换器
2.1　概述
2.2　Buck变换器
2.2.1 Buck变换器基本工作原理
2.2.2　Buck变换器设计
2.3　Boost变换器
2.3.1 Boost变换器基本工作原理
2.3.2　典型应用：功率因数校正
2.4　Buck/Boost变换器
2.5　Cuk变换器
2.6　单端正激变换器
2.6.1　基本原理
2.6.2　输出滤波器参数的设计方法
2.6.3　应用设计举例
2.7　双端正激变换器
2.8　交错正激变换器
2.9　推挽变换器
2.10　单端反激变换器
2.10.1　基本原理
2.10.2　主回路参数设计
2.11　交错反激变换器
2.12　双端断续模式反激变换器
2.12.1　工作原理
2.12.2　双端反激变换器中漏感的影响
2.13　半桥变换器
2.13.1　半桥变换器电路原理
2.13.2　半桥变换电路的主要数量关系
2.14　单相全桥变换器
2.15　软开关技术
2.15.1 软开关变换器的分类
2.15.2　零电流准谐振开关电路（zcs—QRc）
2.15.3　零转换PwM软开关技术
2.15.4　有源钳位正激变换器
2.15.5 移相控制zVs PwM Dc/Dc全桥变换器
第3章　开关电源常用集成控制器
3.1 电压型PWM控制器TIA94
3.1.1 内部结构和工作原理
3.1.2　TLA94使用中应注意的问题
3.1.3 典型应用
3.2　电压型PWM控制器SC3525
3.3 电流型PwM控制器uC3842
3.3.1　内部结构和工作原理
3.3.2　uC3842使用中应注意的问题
3.3.3　典型应用
3.4　电流型PWM控制器UCC3802
3.4.1 内部结构和工作原理
3.4.2　ucC3802使用中应注意的问题
3.4.3　典型应用
3.5 电流型功率因数控制器Mc34262/MC33262
3.5.1　内部结构及工作原理
3.5.2　主要设计公式
3.5.3　应用举例
3.6　功率因数校正控制器uCC3853
3.6.1　内部结构和工作原理
3.6.2　uC3853使用中应注意的问题
3.6.3　典型应用
3.7 功率因数校正和脉宽调制（PwM）组合控制器ML4803
3.7.1　内部结构和工作原理
3.7.2　典型应用
3.8 隔离型PFC预调节控制器UCC3857
3.8.1 ucc3857内部结构和工作原理
3.8.2　uCC3857的典型幢用
3.9　零电压转换功率因数校正控制器uC3855
　……
第4章　开关电源的变压器及电感设计
第5章　开关电源系统稳定性设计
第6章　开关电源的热设计
第7章　开关电源的电磁兼容性设计
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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逆变电源设计与应用：原理、实践与前沿 本书旨在为电子工程师、电源设计师以及对逆变电源技术感兴趣的研究者提供一本全面而深入的参考指南。我们将系统地探讨逆变电源的核心原理、关键技术、设计方法，并结合丰富的实际应用案例，剖析其在不同领域的挑战与解决方案。 第一部分：逆变电源基础理论与拓扑 本部分将奠定读者对逆变电源的坚实理论基础。我们首先从最基本的概念入手，解释逆变器的工作原理，即直流电能转换为交流电能的过程。重点将放在不同逆变器拓扑的分析，包括： 单相逆变器： 从最简单的半桥和全桥逆变器开始，详细讲解其工作模式、电压/电流波形、谐波特性以及优缺点。我们将深入探讨PWM（脉冲宽度调制）技术在单相逆变器中的应用，包括SPWM（正弦脉冲宽度调制）、APWM（先进脉冲宽度调制）等，以及它们的调制策略和控制实现。 三相逆变器： 介绍三相逆变器的基本结构和工作原理，重点分析六步换相和PWM控制下的三相逆变器。我们将详细解析空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，阐述其如何实现对输出电压幅值和相位的精确控制，以及其在提高输出质量、减小谐波方面的优势。 多电平逆变器： 随着对高压大功率应用需求的增长，多电平逆变器的重要性日益凸显。本部分将详细介绍多种经典的多电平拓扑，如NPC（中点箝位）、FC（飞跨电容）、Cascaded H-bridge（级联H桥）等。我们将深入分析它们的结构特点、工作原理、电压生成机制、共模电压抑制能力以及在不同应用场景下的适用性。特别会强调多电平逆变器如何通过增加器件数量来减小器件的电压应力，并生成更接近正弦波的输出波形。 谐振逆变器： 探讨软开关逆变器技术，如零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）。我们将分析LLC、ZCS、ZVS等谐振拓扑的原理，阐述它们如何通过巧妙利用电感和电容的谐振特性，实现开关器件的软开关，从而显著降低开关损耗，提高效率，并减小电磁干扰（EMI）。 第二部分：核心设计考量与关键器件选择 在理解了基本原理和拓扑之后，本部分将聚焦于逆变电源的实际设计过程。我们将详细讨论影响设计成败的关键因素： 功率器件选择： MOSFET、IGBT、SiC（碳化硅）、GaN（氮化镓）等功率半导体器件是逆变器的核心。我们将分析它们的性能参数（如耐压、导通电阻、开关速度、热阻等），并根据不同的应用需求（功率等级、开关频率、效率目标、成本考量）提供器件选型指导。特别会讨论SiC和GaN器件在高温、高频应用中的优势，以及其驱动和保护电路的设计要点。 驱动电路设计： 功率器件的可靠驱动是实现高效、稳定运行的关键。我们将深入讲解各种驱动电路的设计方法，包括隔离驱动、非隔离驱动，以及如何处理栅极电荷、寄生参数和驱动回路的瞬态响应。特别会关注高频驱动的挑战以及如何优化驱动波形。 控制策略与算法： 逆变器的性能很大程度上取决于其控制系统。本部分将详细介绍常用的控制策略，包括电压型控制和电流型控制。我们将深入解析PID控制、PR（比例谐振）控制、滞环控制等经典控制算法，以及如何根据具体应用场景（如并网逆变器、电机驱动等）选择合适的控制方法。此外，还会介绍先进的数字控制技术，如DSP和FPGA在逆变器控制中的应用。 滤波技术： 输出滤波器是降低输出谐波、提高输出电压质量的关键。我们将分析不同类型的滤波器（LC滤波器、EMI滤波器）的设计原则，包括滤波器的参数选择、纹波抑制能力、动态响应等。同时，会讨论在不同拓扑下滤波器的优化设计。 散热设计： 功率器件在高功率工作时会产生大量的热量，有效的散热设计是保证系统可靠运行的基石。我们将详细介绍各种散热技术，如自然对流、强制风冷、水冷、热管等，并讨论如何进行热阻分析和散热器选型。 保护与安全设计： 逆变器的过压、过流、过温等保护功能至关重要。我们将介绍各种保护机制的设计，包括硬件保护和软件保护，并强调安全规范和EMC（电磁兼容）设计的重要性，确保逆变器在各种工况下的安全可靠运行。 第三部分：逆变电源的工程实践与案例分析 理论与实践相结合是掌握逆变电源技术的必由之路。本部分将通过丰富的工程实例，将前述理论知识转化为实际应用。 并网逆变器设计： 针对太阳能光伏、风力发电等领域的并网逆变器，我们将深入探讨其并网控制策略（如PQ控制、f-P控制），如何实现与电网的同步，以及如何满足电网接入标准。重点关注功率因数控制、谐波抑制、防孤岛效应等关键技术。 电机驱动逆变器： 分析用于驱动各种类型电机（如感应电机、永磁同步电机）的变频器设计。将详细阐述V/f控制、矢量控制（FOC）等控制方法，并探讨如何实现电机的调速、转矩控制以及效率优化。 不间断电源（UPS）系统： 讲解UPS的拓扑结构、工作模式（在线式、后备式、在线互动式），以及逆变器在UPS中的关键作用，包括电池充放电管理、切换逻辑、输出稳压等。 储能系统逆变器： 探讨应用于电力储能、家庭储能等场景的逆变器设计，包括与电池管理系统（BMS）的协同工作、能量管理策略，以及如何实现直流侧和交流侧的能量双向流动。 特种应用逆变器： 介绍一些特殊领域的逆变器应用，如航空航天、轨道交通、医疗设备等，分析这些应用对逆变器在可靠性、轻量化、EMC等方面的特殊要求。 第四部分：逆变电源技术的前沿发展 为了让读者跟上技术发展的步伐，本部分将展望逆变电源领域的一些前沿技术和发展趋势。 电力电子器件的革新： 深入探讨第三代半导体材料（SiC、GaN）的最新进展，以及它们在提高功率密度、效率和可靠性方面带来的突破。 智能化控制与数字化： 关注基于人工智能（AI）、机器学习等技术的先进控制算法，以及数字化和网络化在逆变器监控、诊断和优化方面的应用。 多功能集成与模块化： 探讨逆变器与其他电力电子单元（如变压器、滤波器、充电模块）的集成，以及模块化设计在提高系统灵活性和可维护性方面的优势。 新一代拓扑与应用： 介绍一些新兴的逆变器拓扑，如基于多端口、多相技术的创新设计，以及它们在微电网、分布式能源等新兴领域的应用前景。 本书力求内容翔实，理论与实践并重，图文并茂，旨在帮助读者全面掌握逆变电源的设计、分析与应用技术，并为他们在实际工作中遇到的问题提供有效的解决方案。通过对本书的学习，读者将能够更加自信地进行逆变电源的设计与开发，并为推动电力电子技术的发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

从学习体验的角度来看，这本书的叙事风格非常严谨且逻辑严密，读起来像是在听一位经验极其丰富的资深专家进行一对一的深度辅导。它很少使用过于口语化的表达，而是倾向于使用精确的工程术语和数学推导。我尤其欣赏它在分析瞬态响应和环路补偿部分的处理方式。作者似乎非常精通控制理论在电源中的应用，对Type II和Type III补偿器的设计，从波特图的绘制到相频特性的调整，都进行了非常细致的步骤分解，并明确指出了不同设计选择对系统稳定性和瞬态过冲的影响。对于那些希望从“调好环路”的盲目试错中解脱出来，真正理解补偿网络内部机制的人来说，这部分内容是核心价值所在。它迫使读者动手动脑，去计算、去验证，而不是简单地套用一个通用模板，这正是区分“会用”和“精通”的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本《实用电源技术手册：开关电源分册》的定位似乎非常精准，它瞄准的是电源设计领域那些需要扎实理论基础和丰富实践经验的工程师和技术人员。我刚接触到这本书时，最吸引我的是它对开关电源拓扑结构的深入剖析。书中不仅仅是简单罗列各种电路图，而是花了大量篇幅去解释每种拓扑背后的工作原理、优缺点以及适用场景。例如，在讲解反激式（Flyback）和正激式（Forward）转换器时，作者似乎非常注重从能量流动的角度去阐述，这使得即便是初次接触这些复杂电路的人也能建立起清晰的物理模型。尤其是关于磁性元件设计的部分，这通常是开关电源设计中最令人头疼的环节，但这本书似乎提供了非常系统化的方法论，从磁芯选型、绕组设计到饱和磁通密度的计算，每一步都提供了详实的参考公式和实际案例，这点对于我正在进行的高频、小体积电源项目来说，简直是雪中送炭。我感觉作者对设计流程的把握非常到位，不是停留在理论的象牙塔中，而是真正地将工程实践中的痛点考虑进去了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量确实值得称赞，拿在手里就能感受到它作为“手册”的厚重感和专业性。我特别喜欢它在系统保护和电磁兼容（EMC）处理部分的处理方式。在很多市面上流行的电源书籍中，EMC往往被草草带过，或者只给出一些宽泛的建议，但这本书似乎把这部分提升到了一个与核心拓扑设计同等重要的地位。它详细讨论了噪声的产生机理、传导和辐射干扰的抑制方法，从PCB布局布线（Layout）的黄金法则到滤波器的具体设计参数，都有详细的图表和实测波形作为佐证。这对我来说至关重要，因为我们知道，一个在理论上完美的电路，如果在实际产品中过不了EMC测试，那所有的努力都是白费的。这种对“可制造性”和“可靠性”的关注，让这本书的实用价值倍增，它不仅仅是教你如何“搭”电路，更是教你如何“造”出能稳定运行的产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的附录和参考资料部分做得相当用心，这常常是判断一本技术手册含金量的关键指标之一。我注意到，除了标准的公式推导和参数查找表之外，它还收录了大量的标准规范引用，比如与安全认证相关的IEC标准片段摘要，以及一些特定行业（如医疗或通信）对电源纹波和噪声的具体要求。这极大地提升了本书的工具书属性。它不再仅仅是一本关于“如何设计”的书，而是扩展成为一本关于“如何合规设计”的书籍。对于需要将产品推向国际市场的团队而言，这种前瞻性的信息集成是无价的。通过这本书，读者可以建立起一个从概念设计、器件选型、性能优化到最终合规性验证的闭环知识体系，这种全流程的覆盖能力，使得它在众多专业书籍中脱颖而出，成为案头必备的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

初读之下，我最大的感受是作者的知识体系极为庞大且具有跨越性。它似乎不满足于仅仅停留在DC-DC转换的基础层面，而是将视野扩展到了AC-DC前端的功率因数校正（PFC）电路，甚至触及了更前沿的宽禁带半导体（如SiC和GaN）在开关电源中的应用前景和挑战。这种广度使得读者在掌握基础后，能自然地向更高性能、更高功率密度的方向进行深入探索。尤其是在讨论GaN器件时，书中对于高频下的开关损耗和栅极驱动的特殊要求分析得尤为透彻，这反映出作者紧跟行业最新动态，没有采用过时的技术范例。如果说很多教材是“静态的知识库”，那么这本书更像是一份“动态的行业指南”，它在强调基本原理的同时，也不断地引领读者思考未来技术的发展趋势，这对于希望保持技术领先地位的工程师来说，是极其宝贵的。