国产彩色电视机开关稳压电源精讲精修

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出版者:电子科技大学出版社
作者:聂彩吉
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2000-10-01
价格:40.0
装帧:
isbn号码:9787810655545
丛书系列:
图书标签:
  • 开关电源
  • 电视机
  • 彩电
  • 维修
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  • 电路分析
  • 国产电视机
  • 电源电路
  • 电子技术
  • 实操指南
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具体描述

现代电子设备电源管理与设计:从理论到实践 本书聚焦于当前主流电子设备中普遍采用的开关稳压电源技术,旨在为工程师、技术人员和高级电子爱好者提供一套全面、深入且高度实用的设计、分析与故障排除指南。我们摈弃了对特定品牌或型号的简单维修手册式叙述,转而深入探讨开关电源设计的核心原理、关键拓扑结构、先进的控制策略以及现代系统集成中面临的挑战。 --- 第一部分:开关稳压电源基础理论与拓扑结构深度剖析 本部分为后续高级内容奠定坚实的理论基础,重点在于理解能量转换的物理本质和不同电路架构的优劣权衡。 1.1 线性电源与开关电源的根本区别 详细对比了线性稳压器(LDO)与开关稳压器(SMPS)在效率、功耗、发热、瞬态响应和应用场景上的差异。着重分析了开关器件(如MOSFET、IGBT)在开关状态下的损耗模型和导通电阻对整体效率的影响。 1.2 核心开关拓扑结构详解 系统性地介绍了构成现代电源系统的基本单元: 非隔离型拓扑: 深入解析降压(Buck)、升压(Boost)和降压-升压(Buck-Boost)变换器的数学模型。推导了在连续导通模式(CCM)和非连续导通模式(DCM)下的输入/输出电压关系、占空比计算以及关键元件(电感、电容)的额定值选择标准。特别关注了反激式(Flyback)变换器作为低功率隔离电源的实用设计方法。 隔离型拓扑: 详细阐述了正激(Forward)、反激(Flyback)、半桥(Half-Bridge)和全桥(Full-Bridge)变换器的工作原理。重点分析了隔离变压器的设计,包括匝数比确定、磁芯材料选择(铁氧体、坡莫合金)以及漏感对环路稳定性的影响。 1.3 脉冲宽度调制(PWM)与电流模式控制 阐述了电源稳压的核心机制——PWM。对比了电压模式控制和电流模式控制(峰值电流控制与平均电流控制)的优缺点。详细介绍了电流模式控制在改善系统动态响应和实现过流保护方面的优越性。 --- 第二部分:电磁元件的精确设计与选择 电源的性能(体积、效率、纹波)往往受限于电感和变压器。本部分专注于电磁元件的优化设计。 2.1 磁芯材料与几何结构的选择 分析了锰锌铁氧体(MnZn Ferrite)和镍锌铁氧体(NiZn Ferrite)的磁化特性、居里温度和损耗曲线。指导读者如何根据工作频率和磁通密度选择合适的磁芯形状(如EE型、PQ型、RM型),以最小化磁芯损耗。 2.2 电感与变压器的绕线技术 深入讨论了绕组损耗的两个主要组成部分:直流电阻(DCR)损耗和交流损耗(集肤效应与邻近效应)。介绍多股利兹线(Litz Wire)的应用,以及如何通过交错绕组(Interleaving)和优化引脚布局来降低高频下的漏感和绕组损耗,从而提高效率。 2.3 输出滤波电容的优化 对比了电解电容、聚合物钽电容和陶瓷电容(MLCC)在等效串联电阻(ESR)、等效串联电感(ESL)和寿命方面的特性。阐述了如何通过串联/并联组合,在满足纹波要求的同时,确保系统瞬态响应的稳定性和可靠性。 --- 第三部分:环路稳定性分析与补偿设计 电源的稳定运行依赖于精确的反馈控制。本部分是电源设计中最具技术挑战性的部分。 3.1 状态空间分析与传递函数建立 使用状态空间法推导开关电源的动态模型。重点讲解如何利用平均模型(Average Model)和开关导通/关断模型,准确建立输出电压对占空比、输入电压的传递函数,特别是电感和电容对系统零、极点位置的影响。 3.2 频率响应分析与伯德图绘制 详细介绍如何通过频率响应分析来评估系统的稳定裕度。指导读者绘制系统的开环增益伯德图,明确识别相频特性和增益交叉频率。 3.3 现代补偿器设计 超越传统的PID(比例-积分-微分)补偿器,本书重点讲解如何设计高性能的补偿网络: Type II/Type III 补偿器: 针对不同输出电容和电感配置(如CCM模式下的单极点系统),设计零点和极点位置,以确保足够的相位裕度(通常大于45°)和增益裕度。 Type III 补偿器的应用: 针对高频工作、低输出阻抗的系统(如数字处理器供电),如何引入额外的极点来补偿输出滤波器带来的相移,确保系统在宽负载范围内保持稳定。 --- 第四部分:先进控制技术与系统集成 本部分关注如何利用现代数字技术和新兴架构来突破传统模拟控制的性能瓶颈。 4.1 数字控制技术(DSP/MCU在电源中的应用) 探讨如何用微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)替代传统的PWM控制器IC。分析数字控制在实现复杂算法(如自适应死区时间控制、非线性负载跟踪)和提高系统灵活性方面的优势,并介绍数字系统的采样延迟和量化误差对环路的影响及处理方法。 4.2 功率因数校正(PFC)电路的原理与实现 深入剖析了主动式PFC电路(如Boost PFC)的工作原理。重点分析了临界导通模式(CRM)和连续导通模式(CCM)PFC的控制策略,以及如何通过专用的PFC控制器实现对输入电流波形的精确整形,以满足谐波标准(如IEC 61000-3-2)。 4.3 瞬态响应优化与去耦策略 电源系统在负载突变时,输出电压会产生过冲或下冲。本章指导读者如何通过优化补偿器设计、合理布局(Layout)以及系统级去耦电容的选型与放置,将瞬态电压偏差控制在系统可接受范围内。分析了输入电压瞬变对输出稳定性的影响。 --- 第五部分:可靠性、电磁兼容性(EMC)与热管理 优秀的电源设计必须具备高可靠性和良好的系统兼容性。 5.1 热设计与元件寿命预测 教授使用有限元分析(FEA)或简化热阻模型来评估关键元件(MOSFET、整流二极管、电容)的温升。基于阿雷尼乌斯(Arrhenius)模型,指导读者根据预期的工作温度来估算电解电容的实际寿命,并制定有效的散热方案(热沉、气流管理)。 5.2 电磁兼容性(EMC)设计 开关电源是主要的噪声源。本章详细讲解了传导发射(CE)和辐射发射(RE)的机理。指导读者采取关键的EMC设计措施,包括:优化PCB布局(减小环路面积)、合理的屏蔽技术(使用屏蔽罩和接地层)、以及输入输出端的滤波网络设计(共模扼流圈、Y/X电容的选择)。 5.3 保护电路与故障诊断 系统介绍了过压保护(OVP)、欠压保护(UVP)、过流保护(OCP)和过温保护(OTP)的实现电路。特别关注电流检测技术(如采样电阻、电流互感器、片上电流感应)的选择,以及如何设计快速、可靠的关断机制(如使用保护触发IC或光耦隔离的关断驱动)。 本书面向的是追求高性能、高可靠性电源解决方案的专业人士。内容紧密结合现代半导体技术的发展,强调从物理原理出发的深度理解,而非简单的参数堆砌或电路克隆。

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读后感

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用户评价

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我是一个电子爱好者,业余时间喜欢捣鼓一些电子设备。最近,我一直在研究彩电的电源部分,特别是开关稳压电源。听朋友推荐了这本书,说内容很扎实,就入手了。拿到书后,我迫不及待地翻阅。这本书的优点在于它的“精讲”。它没有把问题简单化,而是深入到开关稳压电源的每一个细节。从最基本的原理,到各种拓扑结构,再到实际元器件的选择和应用,都进行了非常详细的讲解。书中的电路图非常清晰,并且对每一个关键节点都做了标注,这对于理解电路的工作原理非常有帮助。此外,书中还提供了大量的计算公式和设计表格,这些对于工程师来说,是非常实用的工具。我特别喜欢书中的“精修”部分。它列举了各种常见的开关稳压电源故障,并且详细分析了故障的原因,提出了相应的维修方法。很多方法都非常实用,并且考虑到了实际维修中的各种情况,比如如何快速判断故障点,如何替代元器件等等。书中还穿插了一些作者的经验之谈,这些经验非常宝贵,能够帮助读者少走弯路。虽然这本书的专业性比较强,对于初学者来说可能需要一定的基础,但对于我这样有一定基础的爱好者来说,它提供了一个非常系统和深入的学习平台。通过学习这本书,我对开关稳压电源的理解又上了一个台阶,并且在实际维修中也受益匪浅。

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说实话,当初拿到这本书,纯粹是出于好奇。我对电子技术一直没什么特别的兴趣,但“开关稳压电源”这个词听起来就很有技术含量,而且是“国产彩色电视机”的,感觉挺接地气的。这本书给我的第一印象是“厚实”。打开一看,里面密密麻麻的文字和图表,就知道作者是下了真功夫的。我尝试着看了一些关于电源基本原理的章节,感觉讲解得非常系统。它不是那种只告诉你“这样做”的书,而是会解释“为什么这样做”。比如,为什么要用开关电源而不是传统的线性电源,开关电源有什么优缺点,这些在书里都有详细的论述。然后,它会深入到具体的设计,比如如何选择合适的元器件,如何计算参数,如何进行电路的优化。对于我这个外行人来说,很多内容还是有点晦涩难懂,需要反复阅读和思考。但是,书里的图示和示例非常生动,有些地方甚至用了比喻来解释抽象的概念,这让我在感到困难的同时,也能从中找到一些理解的切入点。我尤其关注了书中关于“故障诊断”的部分。它列举了各种各样的故障现象,然后一步步引导读者去分析可能的原因,从最简单的外部检查到复杂的内部电路分析,都有很清晰的流程。它还提供了很多实际的维修案例,这些案例非常具体,包含了故障的现象、测量数据、更换的元器件,以及最后的维修结果,这对于学习者来说,是最好的教材。这本书给我最大的感受是,它不仅仅是一本技术手册,更是一本教会你如何思考如何解决问题的指南。它培养的是一种严谨的科学态度和解决问题的能力。

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这本书我从朋友那里借来的,他可是个老电工,说是当年学修理彩电的必备手册。我虽然不是专业人士,但家里电视机偶尔出点小毛病,总想自己动手试试。拿到这本书,我首先被它的名字吸引了——“国产彩色电视机开关稳压电源精讲精修”。“精讲精修”四个字,听着就够实在,感觉不是那种泛泛而谈的书。拿到书后,我翻了翻目录,看到里面涉及到了电源的原理、常见的故障类型、以及具体的维修步骤。有些地方的图示非常详细,标注也很清晰,即使对电路不太懂的人,也能大致理解。尤其是那些关于开关稳压电源部分的讲解,感觉比我之前看过的其他资料都要深入,把那些看似复杂的电路分析得头头是道。书里还提到了很多国产电视机特有的元器件和设计思路,这一点对我来说特别实用,因为家里用的很多都是国产老式彩电,维修资料往往比较难找。看到书里列举了各种故障现象,比如开不了机、画面闪烁、声音异常等等,然后针对每一种现象给出了判断思路和维修方法,感觉很有条理。有些章节还会附带一些维修心得和注意事项,这些都是经验之谈,非常宝贵。整体来说,这本书给我的感觉就是,它不是那种让你看了之后依然云里雾里,而是真的能指导你动手解决问题的。虽然有些专业术语我还需要查阅一下,但它提供了一个清晰的学习路径和实操指导,这对于我这样想学习一点维修知识的爱好者来说,已经足够让我感到兴奋了。

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买这本书完全是因为我那台用了很久的国产彩电,画面偶尔会抖,有时候还会突然黑屏,感觉电源出了问题。网上搜了很多关于彩电维修的资料,但很多都比较零散,不够系统。偶然间看到有人推荐了这本书,说它专门讲国产彩色电视机的开关稳压电源,而且是“精讲精修”,听着就很有针对性,于是就买来试试。拿到书后,我先看了看目录,发现它涵盖了开关稳压电源的方方面面,从原理到故障排除,应有尽有。书中的讲解很细致,不像有些书那样只写关键点,而是把整个流程都讲清楚了。我最感兴趣的是关于故障分析的部分。它把各种常见的故障现象都列出来了,比如开不了机、输出电压不稳定、过载保护等等,然后针对每一种故障,都给出了详细的分析思路和判断方法。书里还配了很多插图,虽然是简单的示意图,但能帮助我更好地理解那些抽象的电路。我尝试着根据书里的指示,对照着电视机的电源板进行检查,虽然不敢乱动,但心里对问题大概出在哪里有了一些谱。书中提到了一些维修的“窍门”和“技巧”,这些东西感觉特别实在,不是理论上能学到的。总的来说,这本书给我一种“靠谱”的感觉。它不是那种花里胡哨的介绍,而是实实在在的干货。对于我这样希望自己动手解决问题的人来说,它提供了一个很好的指导。虽然我可能无法完全理解所有技术细节,但它给了我信心,让我知道如何去着手,如何去思考。

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我不是搞电子的,但家里有个用了十几年的老式日立彩电,前几天突然不亮了,老伴儿催着让换新的。我说再等等,看看能不能修。这时候突然想起我一个亲戚,他年轻的时候就是修电视机的,家里肯定有相关的工具和书籍。就问他借了这本书,说是当年他学习用的。这本书封面有点泛黄,但里面的内容一点都不含糊。我翻开一看,虽然里面很多电路图和专业术语我看不懂,但是它把“开关稳压电源”这个概念讲得很透彻。它不是那种只给你看个电路图让你自己琢磨的书,而是真的从原理开始,一步一步给你讲明白,为什么这么设计,各个元件起什么作用,遇到什么问题应该怎么分析。书里还画了很多插图,虽然是黑白的,但都很清晰,能够帮助理解。最让我印象深刻的是,它针对开关稳压电源里最容易出问题的几个地方,比如滤波电容、整流桥、开关管等等,都做了很详细的介绍,并且列举了常见的故障现象和判断方法。它还教你如何使用万用表等工具来测量,哪些参数正常,哪些可能出了问题。虽然我看了半天也只能大概理解个意思,但当我按照书里的思路,对着电视机的电源部分看,确实能发现一些端倪。书里提到的“经验之谈”和“维修技巧”,我觉得是精华所在,这些是书本上学不到的,都是靠实际经验积累下来的。这本书对于那些有一定基础,想深入研究开关稳压电源的读者来说,绝对是宝藏。对于我这样的门外汉,虽然不能完全照着修,但至少让我知道,家里的老电视机不是无解的,而且维修师傅大概会从哪些地方入手。

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