高頻交換式電源供應器原理與設計. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:全華

作者:梁適安

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:19950515

价格:NT$ 360

装帧:

isbn号码:9789578967694

丛书系列:

图书标签:

• 电源供应器
• 开关电源
• 高频电源
• 电力电子
• 电路设计
• SMPS
• 电源管理
• 电子工程
• 电源技术
• 原理分析

《电力电子技术前沿：现代电力转换系统的深度解析》 本书旨在为广大电力电子技术爱好者、工程师及相关领域的研究人员提供一个全面且深入的平台，探索现代电力转换系统所面临的挑战、最新的技术进展以及未来发展趋势。我们聚焦于推动电力电子技术革新的核心理念与关键技术，力求在不涉及任何特定商业产品或单一理论体系的前提下，展现电力电子领域的广阔图景。 核心内容概览： 第一部分：现代电力转换系统的基础理论与发展脉络 本部分将首先回顾电力电子技术发展的关键里程碑，从早期简单直流-直流（DC-DC）转换器到如今复杂多功能的电力电子系统。我们将详细阐述功率半导体器件的演进，包括MOSFET、IGBT、SiC、GaN等不同类型器件的特性、优缺点及其在不同应用场景下的选择原则。重点将放在开关损耗、导通损耗、热管理以及器件集成化等关键议题上。 同时，我们也会深入探讨基础的电力转换拓扑结构，如Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk、Flyback、Forward、Push-Pull、Half-Bridge、Full-Bridge等。这些拓扑结构是构建一切复杂电力电子系统的基石，我们将对其工作原理、电压电流关系、优劣势以及参数设计进行详尽的分析。在此过程中，我们将着重强调稳态分析和瞬态响应分析的方法论，为后续更高级的主题打下坚实基础。 第二部分：先进的控制策略与稳健性设计 电力转换系统的性能很大程度上取决于其控制策略。本部分将广泛介绍各种先进的控制技术，从经典的电压模式控制（Voltage Mode Control）和电流模式控制（Current Mode Control），到更具鲁棒性的滞环控制（Hysteresis Control）、PID控制的优化算法，以及前馈补偿、预测控制（Predictive Control）、滑模控制（Sliding Mode Control）、模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）等。 我们将详细解析这些控制方法的数学模型、稳定性判据，并探讨其在动态响应、抗干扰能力、参数变化适应性等方面的表现。针对复杂系统，例如多相交错（Interleaving）技术、多输出转换器（Multi-output Converters）等，我们将介绍相应的控制集成方法。此外，本部分还将深入研究数字化控制在电力电子系统中的应用，包括基于微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）的实现，以及软件和硬件协同设计。 第三部分：关键设计技术与优化方法 本部分将聚焦于电力电子系统设计的具体实践层面，涵盖电磁兼容性（EMC）设计、热管理设计、滤波器设计以及 PCB布局优化等。 电磁兼容性（EMC）： 我们将系统性地讲解EMI（电磁干扰）和EMS（电磁敏感性）的产生机理，并介绍主动与被动抑制EMI的技术，包括屏蔽、滤波、接地、布局优化以及软开关技术（Soft Switching）在降低EMI方面的作用。 热管理： 高效率与可靠性离不开良好的热管理。我们将探讨功率器件的结温、散热器设计、热界面材料（TIM）的选择，以及对流、传导、辐射等散热方式的优化。 滤波器设计： 输入/输出滤波器是抑制纹波、提高电源质量的关键。我们将深入分析LC滤波器、π型滤波器、EMI滤波器等的设计原则、参数选择以及仿真方法。 PCB布局优化： 高频电流环路的长度、关键信号线的屏蔽、地线的处理等都会对电源的性能和EMC产生显著影响。我们将提供详细的PCB布局指南。 第四部分：电力电子系统在现代应用中的实践与未来展望 本部分将展示电力电子技术在各个关键领域的广泛应用，并展望未来的发展方向。 新能源领域： 太阳能光伏发电系统（PV Systems）、风力发电系统（Wind Power Systems）中的DC-AC逆变器，以及储能系统（Energy Storage Systems, ESS）中的DC-DC及DC-AC转换器，将是重点介绍的内容。我们将分析这些系统中功率转换器所面临的挑战，如MPPT（最大功率点跟踪）技术、并网控制、电网稳定性等。 电动汽车（EV）与混合动力汽车（HEV）： 详细介绍车载DC-DC升降压转换器、DC-AC逆变器（用于驱动电机）、车载充电机（On-Board Charger, OBC）的设计理念与关键技术。 数据中心与通信电源： 高可靠性、高密度、高效率的通信电源和服务器电源的设计要求，以及服务器机架内的DC-DC转换器（如POL - Point-of-Load converters）的最新进展。 工业自动化与智能制造： 各种驱动器、伺服系统、机器人电源等领域中的电力电子应用。 未来发展趋势： 探讨下一代功率半导体（如GaN、SiC）的深度应用、无线充电技术、集成化与模块化设计、人工智能在电力电子系统中的融合，以及面向能源互联网的分布式能源管理和电力转换技术。 本书力求通过严谨的理论分析、广泛的技术介绍以及对未来趋势的深入洞察，帮助读者建立起对现代电力转换系统全面而深刻的理解，为从事相关领域的学习、研究和工程实践提供宝贵的参考。我们相信，通过掌握这些核心知识，读者将能够更好地应对未来电力电子技术发展带来的机遇与挑战。

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作为一名侧重于电源系统集成的项目经理，我更关心的是如何将理论转化为可量产的产品。这本书在这方面表现出了极强的工程实用性。它不仅仅停留在电路原理层面，而是花了相当大的篇幅来讨论热管理、PCB 布局对噪声和环路稳定的影响，以及电磁兼容性（EMC）的设计要点。书中提供的案例分析——虽然没有给出完整的 BOM——但对于关键参数选择的指导原则非常具有参考价值，比如如何根据开关频率和工作电压估算散热需求，以及如何通过合理的布局来抑制高频耦合。特别是关于保护电路的设计部分，涵盖了过压、过流、欠压锁定等多种场景的实现方法，这对于确保产品长期可靠性至关重要。这本书的价值在于，它提供了一个从理论模型到实际产品落地的完整思维框架，而非仅仅是纯粹的学术探讨。

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我是一名资深工程师，手里拿着这本《高频开关电源原理与设计》时，首先关注的是它在现代设计趋势上的覆盖深度。坦率地说，这本书在传统理论讲解上做得无可挑剔，但真正让我感到惊喜的是它对新型器件和控制策略的探讨。书中详细分析了 SiC 和 GaN 器件在高频应用中的优势与挑战，这对于追求更高功率密度和效率的现代设计至关重要。控制环路的分析部分也远超一般教材的水平，不只是停留在标准的 PID 补偿器设计，而是深入讲解了电流模控制和滞环控制的优缺点，以及在特定应用场景下的适用性。更让我欣赏的是，书中对磁性元件的集成化设计思路有独到的见解，这在目前电源小型化的大趋势下，是工程师们普遍头疼的问题。虽然某些先进的无损开关技术（如 ZVS/ZCS）的细节描述可以再展开一些，但作为一本综合性的参考书，它提供了非常宝贵的工程实践指导和前沿视角。

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这本关于高频开关电源的书籍，从我作为一个初学者的角度来看，内容组织得非常清晰。它没有一开始就陷入复杂的数学推导，而是先用大量的篇幅来介绍开关电源的基本概念和拓扑结构。书中对 Buck、Boost、Buck-Boost 等经典拓扑的讲解深入浅出，让我这个以前对电源设计一窍不通的人，也能快速建立起对这些电路工作原理的直观认识。作者在描述不同工作模式时，会结合实际的波形图和工作状态分析，这对于理解开关管的开关过程和能量传递机制至关重要。特别是对于开关损耗和传导EMI的初步介绍，让我意识到设计一个高效、可靠的开关电源，远比想象中要复杂。书中的插图质量很高，清晰地展示了关键节点的电压和电流波形，这对于分析电路的动态特性非常有帮助。总体而言，这本书为我进入开关电源的世界打下了一个非常坚实的基础，让我对后续深入学习充满了信心。

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这本书的排版和专业术语的严谨性给我留下了深刻的印象。通常市面上的技术书籍在公式推导的严密性上常常有所妥协，但这本在推导开关电路的传递函数和设计补偿网络的部分，表现出了极高的数学精度。它没有回避复杂的代数运算，而是清晰地展示了每一步是如何从基本物理定律推导出来的，这对于需要进行精确建模和仿真验证的研发人员来说，是极大的福音。我特别喜欢其中对二阶系统稳定裕度的讲解，结合了波特图和根轨迹图的分析，使得频率响应的概念变得非常具体和可视化。唯一的遗憾是，对于一些新型的数字控制架构（如混合信号控制或全数字控制）的介绍略显单薄，如果能增加一个关于如何将控制算法映射到微控制器或 DSP 上的实践章节，那就更完美了。

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从一个对电子工程有一定了解但希望系统学习电源技术的学生角度来看，这本书的难度设置非常恰当。它不像入门级读物那样过于简化，也不像高级参考手册那样让人望而却步。它成功地搭建了一座桥梁，将复杂的电力电子学概念转化成了可理解的工程问题。书中穿插的“设计陷阱”或“常见错误”提示，非常贴合实际操作中的痛点，帮助我们提前规避了一些代价高昂的试错过程。例如，关于如何选择合适的磁珠或吸收元件来抑制尖峰，书中的建议非常中肯。尽管某些章节的理论深度对于我目前的知识储备来说，还需要反复阅读才能完全消化，但这正说明了这本书内容的丰富性和层次性，它完全有能力伴随我从初级到中级工程师的整个学习阶段，是一本值得反复研读的工具书。

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