开关稳压电源原理及设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:278

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出版时间:2008-7

价格:35.00元

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isbn号码:9787115178831

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• 开关电源
• 稳压电源
• 电源设计
• 电力电子
• 电路分析
• 模拟电路
• 电子工程
• 电源技术
• DC-DC转换
• 开关模式电源

电子学基础：从元件到系统 本书旨在为初学者和需要复习基础知识的工程师提供一个全面而深入的电子学入门指南。它不侧重于特定应用领域，而是构建坚实的理论基础，涵盖从最基本的电子元件到复杂系统的分析与设计方法。 本书结构清晰，内容涵盖了电子电路分析的基石，为后续深入学习数字电路、通信系统或电力电子等专业领域打下坚实的基础。全书分为四个主要部分：基本原理、线性电路分析、半导体器件及其应用，以及基础模拟电路。 --- 第一部分：电子学与电路分析的基础 本部分致力于建立读者对电路基本概念的深刻理解，强调物理现象与数学模型的紧密结合。 第一章：电学基本概念与定律 本章首先介绍电荷、电流、电压等基本物理量，并定义了它们之间的关系。重点讲解了欧姆定律，这是所有电路分析的起点。随后，深入探讨了电容和电感这两个储能元件的特性。电容的充放电过程、介质的极化现象，以及电感在线路中的反抗性（自感和互感）被详细阐述。我们不仅展示了元件的理想模型，还讨论了实际元件的非理想效应，如电容的等效串联电阻（ESR）和电感器的品质因数（Q值）对电路性能的影响。 第二章：电路的基本分析方法 本章是电路分析的核心。系统地介绍了基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL），并展示了如何利用这些定律建立电路的节点电压法和网孔电流法方程组。随后，引入了电路分析中的强大工具：叠加定理、戴维南定理和诺顿定理。这些定理不仅简化了复杂电路的分析过程，也揭示了线性电路的内在对称性。为了处理含储能元件的暂态响应，本章引入了初始条件和一阶/二阶电路的零输入响应与零状态响应的概念，着重分析了RL、RC以及RLC电路在阶跃输入下的瞬态行为。 第三章：正弦稳态分析 交流电路的分析是本部分的关键。本章通过引入相量（Phasor）的概念，将微分方程转化为代数方程，极大地简化了含电容和电感元件的周期性激励分析。详细解释了阻抗（Impedance）和导纳（Admittance）的定义及其复数表示法。功率分析是本章的重点内容，深入讲解了瞬时功率、平均功率、视在功率以及功率因数的重要性。此外，还讨论了最大功率传输定理，并介绍了三相交流电路的基本接线方式（星形和三角形）及其相电压、线电压之间的关系。 --- 第二部分：半导体物理与基本器件 本部分从微观的物理机制出发，过渡到宏观的半导体器件应用，为理解现代电子系统奠定基础。 第四章：半导体基础物理 本章首先回顾晶体结构，重点讲解了本征半导体的载流子浓度和导电机制。随后，详细阐述了杂质的掺杂过程，区分了N型和P型半导体的特性，包括费米能级的位置、多数载流子和少数载流子的行为。这部分内容着重于建立对半导体材料本征物理属性的直观理解。 第五章：二极管及其应用 本章聚焦于PN结的形成、能带图和其在正向/反向偏置下的特性曲线。详细分析了理想二极管模型与实际二极管模型（包括导通压降和动态电阻）的区别。应用方面，本章系统地介绍了二极管在整流电路（半波、全波和桥式）、钳位电路和限幅电路中的设计与分析。此外，还讨论了齐纳（Zener）二极管作为稳压元件的基本原理和应用局限性。 第六章：BJT（双极性结型晶体管）工作原理 本章深入探讨了BJT的结构、工作区（截止、放大、饱和）及其输入/输出特性曲线。重点分析了BJT的三个工作模式：共基极、共集电极和共发射极配置的特点。在放大分析方面，本章引入了交流小信号模型（如混合派模型），用于计算放大电路的电压/电流增益、输入阻抗和输出阻抗。此外，还涵盖了晶体管的开关应用，即作为高效率开关元件的特性分析。 第七章：MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管） 本章系统介绍了增强型和空穴型MOSFET的结构和工作原理。详细解释了阈值电压（$V_{th}$）的概念及其对器件导通的控制作用。讨论了MOSFET在“关断”、“线性区”和“饱和区”的三种工作状态，并推导出相应的跨导和输出电阻表达式。特别强调了MOSFET作为高输入阻抗器件的优势，以及它在集成电路设计中的重要地位。 --- 第三部分：基础模拟集成电路与反馈 本部分将单个器件组合成具有特定功能的放大电路，并引入了反馈理论这一核心概念。 第八章：运算放大器（Op-Amp）的理想模型与基本应用 本章从理想运算放大器的特性（无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗）出发，系统介绍了其标准应用电路：反相放大器、同相放大器、电压跟随器、加法器和减法器。通过这些基础电路，读者能够理解如何利用负反馈来精确控制电路的增益和输入输出特性。 第九章：反馈理论基础 反馈是所有稳定系统和高性能电路设计的基础。本章详细阐述了负反馈的四大基本优势：提高输入阻抗、降低输出阻抗、扩大带宽和稳定增益。本章分析了串联反馈和分流反馈的拓扑结构，并使用波特图的概念初步介绍了反馈对系统稳定性的影响，尽管没有深入讨论频率补偿，但强调了相位裕度和增益裕度的概念。 第十章：有源滤波器基础 本章将运算放大器与RC网络结合，设计和分析无源滤波器无法实现的有源滤波器。重点讲解了巴特沃沃斯（Butterworth）滤波器的设计原则，以及如何利用Sallen-Key等拓扑结构实现二阶低通和高通滤波功能。此外，还简要介绍了有源滤波器的放大与滤波一体化的优势。 --- 第四部分：直流电源与稳压基础（非开关类） 本部分集中讨论传统的线性稳压电路设计，作为理解电源技术的第一步。 第十一章：线性稳压器与串联调整管 本章详细分析了晶体管作为可变电阻在电压调节中的作用。重点讲解了如何使用分压器和比较器构建一个基础的串联稳压电路。随后，讨论了如何利用基准电压源（如齐纳管或带隙基准源）来提高稳压电路的精度。分析了线性稳压器在负载变化和输入电压波动时的电压调整率和负载调整率。 第十二章：线性电源的纹波与噪声抑制 本章探讨了整流后的直流电压中存在的不可避免的纹波成分。详细分析了滤波电容的选择标准，并讨论了使用LC滤波器对纹波进行进一步衰减的方法。此外，还介绍了线性稳压器对高频噪声的抑制能力，以及如何通过增加旁路电容来改善瞬态响应。 --- 总结： 本书的目的是提供一个全面、严谨的电子学知识体系。它强调理论深度，注重基本元件物理特性的剖析，并通过大量实例展示了如何将这些元件组合成基本的模拟和数字处理单元。读者在完成本书的学习后，将具备分析和设计基本线性电路、理解半导体器件工作原理的能力，为深入研究更复杂的系统设计（如开关电源、控制系统或数字逻辑）打下坚实而不可动摇的理论基础。本书的重点完全集中在线性电路理论、半导体器件（BJT/MOSFET）工作点分析、基础运放应用以及线性稳压技术。

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初次接触这本书时，我最大的感受是它的覆盖面极其广泛，几乎将开关电源领域的各个分支都做了深入的探讨。我原本关注的重点仅仅是效率和热管理，但这本书的视野显然要宏大得多，它不仅涵盖了Buck、Boost、Flyback等经典拓扑，还详细分析了更复杂的LLC谐振电路以及有源钳位逆变器等前沿结构。特别是关于瞬态响应的分析部分，作者给出了非常精妙的建模方法，这对于追求极致性能的应用场景无疑是宝贵的财富。但正因为内容过于全面和深入，导致在某些基础概念的讲解上，作者显得有些“惜墨如金”。例如，对于初学者可能会感到困惑的“电感电流连续与断续模式”的判断标准，书中只是简单地给出了数学条件，而没有花大量篇幅去描绘在实际电路工作过程中，电流波形是如何随负载变化而‘滑变’的，这种动态过程的直观感受缺失，使得理论知识的落地性打了折扣。我感觉这本书更像是一本高阶工程师的参考手册，而不是一本从零开始的教学用书。如果能对每一章的关键结论进行更清晰的总结和提炼，对读者会更有帮助。

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我注意到这本书的参考文献列表非常详尽和权威，引用了许多经典论文和标准，这无疑提升了其理论深度和可信度。对于那些需要进行项目论证或追溯设计依据的专业人士来说，这是一个巨大的加分项。然而，在探讨最新技术发展趋势方面，这本书的更新速度似乎未能跟上行业飞速发展的步伐。例如，在我关注的宽禁带半导体（如GaN和SiC）在开关电源中的应用优化这一前沿课题上，书中提及的案例和器件参数大多基于传统的硅基器件。尽管基础理论是相通的，但新型器件带来的开关损耗特性、栅极驱动挑战等特有问题，书中没有给予足够的篇幅来专门讨论和分析。因此，虽然作为一本扎实的原理性参考书无可挑剔，但它在指导读者面向未来、解决新兴技术带来的挑战时，提供的即时参考价值略显不足，更像是一部奠定基础的经典著作，而非紧跟市场脉搏的实战手册。

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这本厚厚的书，封面设计得很有工业感，拿到手里分量十足，让人感觉作者在内容上一定下了很大功夫。我本来是想找一本对初学者更友好的入门读物，毕竟我对电源设计这块了解得还停留在比较基础的理论层面。结果翻开目录，里面充斥着大量的诸如“开关模态控制理论”、“磁性元件的精确设计与优化”、“高频电流环路补偿技术”这类专业术语，看得我有点眼花缭乱。我原本期望这本书能用更直观的图示和更贴近实际操作的案例来解释那些晦涩的数学模型，比如如何一步步选择合适的功率MOSFET，或者在实际PCB布局中需要注意哪些电磁兼容性（EMC）的关键点。然而，它似乎是直接面向已经有一定电子工程背景的工程师，讲解风格偏向于严谨的学术论证和深入的数学推导，对于我这种需要“手把手教”的读者来说，学习曲线未免太陡峭了。我尝试阅读了其中关于“死区时间优化”的那一章，里面的公式推导确实很详尽，但缺少一个清晰的“为什么这么做”的工程直觉引导，让人总觉得知识点像是孤立存在的，难以融会贯通。希望后续能找到一些配套的实验手册或者更形象的仿真分析资料来辅助理解这些深奥的内容。

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这本书的排版和图示质量中规中矩，但图表本身的设计逻辑有时让人费解。在解释某些复杂的控制算法时，作者采用了大量的方框图和信号流图，这些图表本身绘制得非常精确，但缺乏足够的注解和流程描述。比如，在讲解数字控制器的离散化过程时，我花了好大力气才弄明白某个反馈信号在哪个时间点被采样，以及它如何进入PID控制器进行计算。如果作者能在关键的图表旁边增加一些简短的文字说明，明确指出“此处是PWM占空比的输入点”、“此处是误差信号的积累点”，将极大地提升阅读效率。总的来说，这本书的文字叙述风格偏向于陈述性的、不带过多感情色彩的学术语言，这使得理解深度依赖于读者自身的背景知识储备。对于我个人而言，我更偏爱那种带有作者个人印记，能感受到作者在设计过程中所经历的“顿悟时刻”的描述方式，这本书在这方面略显平淡。

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我借阅这本参考书时，是想解决一个具体的电源纹波抑制问题。我期待书中能有专门针对“低输出阻抗设计”和“噪声源定位”的详细章节。这本书确实在“环路稳定性”和“相位裕度”的分析上表现出色，提供了多种校正方法，包括Type I、Type II、Type III补偿器的具体设计流程。然而，在实际的PCB布局层面，我的期望落空了。关于如何避免高频开关节点辐射、如何设置地平面以最小化共模噪声，这部分内容被一带而过，似乎作者认为这些是“实践经验”而非“理论核心”。我需要的是能明确指出“这个走线宽度要大于多少”、“这个去耦电容应该紧贴哪个引脚”这类具有操作指导性的内容，而不是仅仅停留在理论模型上的推导。对于从事产品化工作的工程师来说，物理实现中的每一个细节都至关重要，而这本书在连接理论与实物之间的那座“桥梁”上，构建得相对薄弱，更像是留白，等待读者自己去填补。

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