功率因数校正原理与控制IC及其应用设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:毛兴武

出品人:

页数:467

译者:

出版时间:2007-11

价格:46.00元

装帧:

isbn号码:9787508358185

丛书系列:

图书标签:

• book
• pfc
• 功率因数校正
• PFC
• 电源
• 控制IC
• 应用设计
• 电力电子
• 开关电源
• 节能
• 电路设计
• 电子工程

好的，这是一份关于一本未命名的、聚焦于嵌入式系统中的实时操作系统（RTOS）原理与实践应用的图书简介。 --- 书名暂定：《实时交响：嵌入式系统中的RTOS原理、内核机制与高性能应用设计》 导言：驾驭时序的艺术与工程 在当今高度互联和自动化的世界中，从自动驾驶汽车到工业物联网（IIoT），再到尖端医疗设备，嵌入式系统无处不在。然而，这些系统成功的核心，往往不在于芯片的运算速度有多快，而在于它们对时间精确控制的能力——即实时性。一个系统必须在严格的时间约束内完成任务，否则可能导致灾难性的后果。 本书《实时交响：嵌入式系统中的RTOS原理、内核机制与高性能应用设计》，旨在深入剖析实时操作系统（RTOS）的底层机制、设计哲学，并提供一套从理论到实践的完整工具箱，帮助工程师和高级技术人员构建出稳定、高效、可预测的实时应用。本书专注于“如何让代码在需要的时候、以需要的方式执行”这一核心挑战。 第一部分：实时系统的基础与理论基石 本部分奠定理解RTOS的理论基础，区分通用操作系统与实时操作系统的根本差异。 第一章：实时性基础与性能指标 深入探讨实时系统的核心概念：硬实时、软实时与有界延迟。详细解析系统性能评估的关键指标，如最大延迟（Worst-Case Execution Time, WCET）、抖动（Jitter）与任务切换开销。引入基于进度的分析方法，如截止时间单调（DMS）调度算法的数学模型。 第二章：任务管理与并发控制的本质 系统地阐述任务（Task）与线程（Thread）的概念差异，以及它们在不同架构中的实现。重点剖析互斥访问、同步机制（信号量、互斥锁、事件标志）的底层实现细节，以及如何避免死锁、活锁等并发编程陷阱。 第三章：中断与异常的精确处理 中断是打破系统确定性的主要因素。本章详述中断服务程序（ISR）的生命周期、上下文保存与恢复机制。着重讲解“中断延迟”的最小化技术，包括中断屏蔽（Masking）策略、中断优先级继承协议（Priority Inheritance Protocol）及其在抢占环境中的重要性。 第二部分：RTOS内核的深度剖析与实现原理 本部分是本书的核心，揭示主流RTOS（如FreeRTOS、VxWorks或μC/OS系列中常见的设计模式）的内部工作原理。 第四章：调度器：实时系统的“心脏” 详细解析各种调度算法的优劣，包括固定优先级抢占式（Preemptive Priority Scheduling）、轮转法（Round-Robin）以及更复杂的速率单调（Rate Monotonic）与最早截止时间优先（Earliest Deadline First, EDF）调度策略的理论推导与代码级实现。探讨调度器如何处理上下文切换的原子操作。 第五章：内存管理在实时环境中的挑战 实时系统对内存分配的确定性要求极高。本章对比静态分配、池式分配（Memory Pooling）和动态分配（如malloc/free）在RTOS中的适用性。重点讲解如何设计低碎片化、可预测延迟的内存分配器，以满足时间敏感型数据结构的存储需求。 第六章：内核对象与同步原语的结构 超越API层面的调用，深入到内核数据结构。分析任务控制块（TCB）、就绪列表（Ready List）和等待列表的内部组织。详细阐述消息队列（Message Queue）、邮箱（Mailbox）与事件组在内核中的数据流与引用计数机制。 第三部分：构建高性能与高可靠性的实时应用 本部分关注将理论知识转化为工业级解决方案，解决实际工程中的难题。 第七章：面向性能的固件架构设计 介绍“两层内核模型”（Two-Layer Kernel Model）或“微内核/宏内核”的权衡。探讨如何通过分离高频（实时）任务与低频（非实时或数据处理）任务来优化CPU利用率和确定性。讲解任务堆栈大小的精确估算方法。 第八章：确定性I/O与外设交互 实时系统的瓶颈往往在于外部设备的交互。本章讲解如何设计零拷贝（Zero-Copy）驱动程序，利用DMA（直接内存存取）来卸载CPU的I/O负担。针对串行通信（UART/SPI/CAN）的实时数据采集与传输策略进行深入分析。 第九章：时间域的调试与验证 实时调试的特殊性在于不能引入不可预测的探针效应。本章介绍基于硬件的跟踪技术（如ETM/PTM），以及如何利用逻辑分析仪和示波器来精确测量任务切换延迟和中断响应时间。讲解建立健全的测试用例，以验证WCET。 第十章：容错性与系统级可靠性 讨论系统在面临瞬时故障或资源耗尽时的恢复策略。涵盖看门狗（Watchdog Timer）的合理配置、故障注入测试（Fault Injection Testing）的流程，以及在资源受限设备上实现状态持久化和安全重启的机制。 结语：面向未来的实时计算 本书不仅是一本技术手册，更是对现代嵌入式工程哲学的一次深入探讨。通过本书的学习，读者将能够超越简单地调用RTOS API，真正理解每一个函数调用背后所涉及的调度逻辑、内存管理策略和时序约束。最终，读者将有能力设计出能够满足最苛刻时间要求的下一代嵌入式实时系统。 目标读者： 嵌入式软件工程师、固件架构师、系统级程序员，以及对操作系统内核原理感兴趣的高级电子工程专业学生。 ---

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这本书的结构安排简直是教科书级别的典范，逻辑性强到令人叹服。它没有那种常见的章节间跳跃感，而是像搭积木一样，每往前推进一章，都会自然而然地用到前一章积累的知识点。我特别欣赏作者在引入主动功率因数校正（APFC）技术时所采用的路径。他没有直接跳到最新的数字控制算法，而是先花了相当大的篇幅来剖析传统的平均电流模式控制和峰值电流模式控制的优缺点，通过对比，自然地引出了为何需要更精确、响应更快的控制策略。这种“提出问题—分析痛点—给出方案”的叙事结构，让读者在阅读过程中始终保持着一种探索和解决问题的兴奋感。更不用说，书中对各种拓扑结构（如Boost、SEPIC等）的性能分析，那种细致入微的数学推导和参数敏感性分析，简直是工程实践中的宝典。每一个推导过程都像是精心设计的谜题，等你解开后，豁然开朗。

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这本书的语言风格非常严谨，但又不失一种独特的学究式幽默感。它不像某些翻译过来的技术手册那样僵硬死板，而是充满了作者本人的思考痕迹。尤其是在讨论到控制系统的动态性能优化时，作者频繁使用“这就像是给一匹脱缰的野马系上了一根有弹性的缰绳”这类比喻，虽然略显文雅，但精准地抓住了PID参数整定中那种既要快速响应又要保证稳定性的矛盾。此外，作者在引用文献和背景知识时，也做得非常得体，既展示了其学术功底，又确保了信息来源的可靠性。对于想要深入理解数字控制在PFC中应用的读者来说，书中对数字滤波器的设计和ADC采样的时序控制的论述，绝对是核心价值所在，它教会我们如何用有限的计算资源，去实现近乎完美的电流波形重构。

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作为一名已经工作多年的电气工程师，我最看重的是书籍的“落地性”和“前沿性”。很庆幸，这本书在这两方面都表现出色。很多理论书籍读完后感觉很“虚”，但在涉及到具体的集成电路（IC）选型和应用时，这本书立刻变得“扎实”起来。作者不仅提到了业界主流的PFC控制器芯片的内部架构特点，还给出了详细的外部元件选择指南，比如如何根据开关频率和输入电流范围来确定电流采样电阻的值，以及如何设计合适的缓冲电路来保护驱动管。这种从“原理”到“实物”的无缝衔接，对于我们进行产品开发设计的人来说，简直是节省了无数次的试错成本。特别是关于电路保护和EMC兼容性的那一节，虽然篇幅不长，但提到的几个关键设计点，都是业界内行人才会特别注意的“坑”，能提前规避，价值连城。

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从排版和图表的清晰度来看，出版商在制作这本书时也下了不少功夫。书中的波形图、时序图和电路原理图，线条都非常清晰锐利，即使用放大镜看细节也不会出现模糊不清的情况，这在阅读涉及到快速开关器件时序的章节时尤其重要。图表的标题和注释也都非常规范，能够快速定位到所需信息。我个人认为，这本书最适合两类读者：一是刚踏入电力电子行业，需要一个系统、全面学习体系的本科高年级学生或研究生；二是寻求技术升级，希望将老旧的模拟控制PFC电路升级到高性能数字控制平台的资深工程师。它不是那种泛泛而谈的综述性读物，而是一本可以放在工具箱里，随时翻阅，从中汲取具体工程智慧的工具书，其内容的深度和广度，完全超出了我最初对一本“应用设计”书籍的期待。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种深沉的蓝色调配上精密的电路图线条，立刻让人感受到里面蕴含的专业深度。我一翻开前言，就被作者那种对电力电子领域的热情所感染。他并非只是枯燥地堆砌公式和理论，而是非常巧妙地将复杂的概念与实际应用场景紧密结合起来。例如，在讲解无源功率因数校正的那一章，作者不仅清晰地阐述了谐波电流的成因和危害，更用生动的比喻来解释为什么引入电感和电容能“驯服”这些不规则的电流波形。特别是对于初学者来说，书中对基础理论的铺垫做得极其扎实，为后续深入理解先进的控制技术打下了坚实的基础。那种深入浅出、层层递进的叙述方式，让人感觉自己不是在啃一本教科书，而是在一位经验丰富的老工程师的指导下进行一次系统的学习之旅。光是前几章对各种电能质量标准的梳理，就足以让一个刚接触这个领域的工程师茅塞顿开。

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