具体描述
《实用电源技术手册:开关电源分册》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。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。
电子设计与前沿技术探索：数字信号处理、嵌入式系统与新型能源应用 本书旨在为电子工程领域的研究人员、工程师以及高级技术爱好者提供一个深入了解当前和未来电子技术发展趋势的窗口。本书内容聚焦于当前技术热点领域，涵盖了从底层算法实现到复杂系统集成的多个维度，力求提供具有深度和广度的技术洞察与实践指导。 --- 第一部分：高级数字信号处理与算法实现 本部分深入探讨了现代数字信号处理（DSP）技术在复杂系统中的应用与优化。内容侧重于理论与实践的结合，特别是针对实时性要求极高的应用场景。 1.1. 现代滤波理论与自适应滤波器的设计 详细阐述了从经典的IIR/FIR滤波器设计方法到现代多相滤波、波束形成技术的演进。重点分析了最小均方（LMS）、归一化LMS（NLMS）以及递归最小二乘（RLS）算法在信道均衡、噪声消除中的收敛性、稳定性及计算复杂度。书中通过大量的仿真实例，展示了如何根据特定的环境噪声特征和信号模型，选择并优化自适应滤波器结构，以达到最佳的性能指标。此外，还引入了基于稀疏采样的压缩感知理论在信号重构中的最新进展。 1.2. 高效傅里叶变换及其在频谱分析中的应用 超越传统的FFT实现，本书深入研究了快速傅里叶变换（FFT）的并行化处理技术，包括GPU加速的FFT以及面向特定硬件（如FPGA）的流水线FFT架构。内容详细介绍了周期图法、Welch平均法等经典频谱估计技术，并重点阐述了高分辨率谱分析方法，如多重信号分类（MUSIC）和旋转不变子空间法（ESPRIT），及其在雷达、声纳系统中的具体建模与参数估计流程。 1.3. 深度学习在信号处理中的融合 本章探讨了如何将深度神经网络（DNN）集成到传统的DSP流程中。讨论了卷积神经网络（CNN）在特征提取和模式识别中的优势，特别是针对非线性、非平稳信号（如生物电信号、机器振动信号）的处理。书中详细对比了基于模型驱动的传统算法与数据驱动的深度学习模型在鲁棒性、泛化能力以及计算资源消耗方面的差异，并提供了一套将预训练模型部署到嵌入式DSP芯片上的优化流程。 --- 第二部分：嵌入式系统架构与实时操作系统（RTOS） 本部分聚焦于构建高性能、高可靠性的嵌入式计算平台，特别关注实时性、功耗管理和系统安全。 2.1. 异构多核处理器架构与编程模型 详细分析了现代SoC（System-on-Chip）中CPU、GPU、FPGA以及专用加速器（如AI引擎）的集成趋势。书中不仅介绍了几种主流的异构编程模型（如OpenCL、CUDA的跨平台应用），更深入探讨了任务调度在异构环境下的挑战。重点讲解了基于数据流的编程范式，以及如何通过动态任务迁移来平衡不同处理单元之间的负载，以满足严格的时序约束。 2.2. 实时操作系统内核深入解析与优化 本书不满足于简单的RTOS应用介绍，而是深入剖析了FreeRTOS、VxWorks等主流RTOS的内核结构，包括任务调度器（如固定优先级、轮转、最早截止时间优先EDF）、中断处理机制和同步原语（信号量、消息队列）的内部实现原理。此外，提供了一套针对特定应用场景（如高频控制系统）的内核定制方法，包括修改时钟源、优化上下文切换延迟以及实现时间触发（TT）调度策略的实践指南。 2.3. 嵌入式系统的时间安全与硬件级防护 随着物联网和工业控制系统的普及，系统的时间安全和韧性变得至关重要。本章探讨了侧信道攻击在嵌入式设备上的理论基础，并重点介绍了针对硬件侧信道泄露的防御措施。在时间安全方面，详细阐述了如何使用硬件时间戳、时间隔离技术（如Cache分区）来确保关键控制回路的抖动（Jitter）在可接受范围内，并介绍了基于硬件信任根（RoT）的安全启动流程。 --- 第三部分：新型能源转化与系统集成 本部分将视角转向与能源相关的关键电子技术，特别是高效能量转换与存储系统的控制策略。 3.1. 宽禁带半导体在电力电子中的应用 深入分析了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）MOSFET/HEMT器件的物理特性、优势与局限性。重点讲解了在设计高频开关电源（如LLC谐振变换器、Totem-Pole PFC）时，如何处理其快速开关带来的高dV/dt和EMI问题。书中包含了详细的栅极驱动电路设计指南，特别关注了确保器件安全、可靠驱动所需的米勒平台抑制技术和抗米勒效应的电路拓扑。 3.2. 先进电池管理系统（BMS）的建模与控制 本章聚焦于锂离子电池组的安全与性能优化。内容涵盖了电化学模型（如等效电路模型ECM、伪二维模型P2D）的辨识与参数在线估计方法，这对于精确的状态估算至关重要。重点介绍了电池的荷电状态（SoC）、健康状态（SoH）和功率能力（SoP）的先进算法，如基于扩展卡尔曼滤波（EKF）和粒子滤波（PF）的状态观测器。此外，详细讨论了单体均衡技术（如主动均衡与被动均衡的优缺点）的硬件实现与控制策略。 3.3. 磁性元件的集成设计与热管理 在高效能转换系统中，磁性元件（电感和变压器）往往是限制系统尺寸和效率的关键因素。本部分提供了关于磁性元件的电磁兼容性（EMC）设计方法，包括磁屏蔽技术和绕组布局优化，以减少耦合损耗。内容还深入探讨了磁性元件的磁芯损耗模型（基于Jiles-Atherton模型）的温度依赖性分析，以及如何将热分析（CFD）结果反馈到磁性元件的尺寸优化流程中，实现系统级的热-电-磁协同设计。 --- 本书的读者通过对以上三个领域的深入学习，将能够掌握构建下一代高性能、高可靠性电子系统的核心理论与工程实践技能，从而在复杂的系统集成和前沿技术研发中占据主动地位。
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第1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 3.9.1 引脚的名称、功能和用法 3.9.2 内部结构和工作原理 3.9.3 UC3855使用中应注意的问题 3.10 移相谐振全桥变换控制器uC3875 3.10.1 内部结构和工作原理 3.10.2 典型应用 3.11 改进型移相谐振全桥变换控制器UC3879 3.11.1 内部结构和工作原理 3.11.2 UC3879应用中应注意的问题第4章 开关电源的变压器及电感设计 4.1 概述 4.2 磁性材料与磁芯 4.2.1 磁性材料及磁芯的磁性能 4.2.2 磁性材料的特性参数 4.2.3 磁芯几何结构 4.2.4 磁芯的工作状态 4.2.5 磁芯气隙的作用 4.3 变压器设计 4.3.1 确定变压器磁芯尺寸的面积乘积法——AP法 4.3.2 变压器设计举例 4.4 电感设计 4.4.1 电感设计的面积乘积法——AP法 4.4.2 Boost型PFC变换器的电感设计 4.5 变压器的损耗 4.5.1 集肤效应 4.5.2 邻近效应 4.5.3 变压器铜耗的计算方法第5章 开关电源系统稳定性设计 5.1 闭环负反馈 5.2 开关电源闭环各环节的增益特性 5.2.1 LC输出滤波器的增益特性 5.2.2 脉宽调制器增益 5.3 误差放大器增益特性及设计 5.3.1 构造误差放大器增益特性 5.3.2误差放大器传递函数、极点和零点 5.4 正激变换器闭环系统稳定性设计 5.4.1 采用第一种误差放大器 5.4.2 采用第二种误差放大器 5.5 工作在断续模式的反激变换器稳定性设计 5.5.1 误差放大器输出电压到变换器输出电压的直流电压增益 5.5.2 误差放大器输出电压到变换器输出电压的交流电压增益 5.5.3 工作在断续模式的反激变换器误差放大器传递函数 5.5.4 设计举例——工作在断续模式的反激变换器稳定性 5.6 跨导型误差放大器第6章 开关电源的热设计 6.1 热路与温度计算 6.2 散热器的选择和设计 6.2.1 概述 6.2.2 散热器的选择 6.3 其他散热方式与热设计 6.3.1 强迫风冷 6.3.2 热电器件 6.3.3 压电风扇 6.3.4 热管散热器 6.3.5 变压器和电抗器的热设计 6.3.6 电解电容器发热的处理 6.3.7 集成电热仿真方法第7章 开关电源的电磁兼容性设计 7.1 电磁兼容性的概念、标准和设计 7.1.1 电磁兼容性(EMc)及其标准 7.1.2 整体结构布局和布线的EMc设计 7.2 开关电源中的主要电磁干扰源 7.2.1 开关电路产生的电磁干扰 7.2.2 二极管整流电路产生的电磁干扰 7.2.3 dv/dt与负载大小的关系 7.3 开关电源抑制噪声的方法 7.3.1 开关电源抑制传导噪声的方法 7.3.2 开关电源抑制辐射噪声的方法 7.3.3 开关电源抑制输出噪声的方法 7.4 开关电源传导噪声的分析与测量方法 7.5 传导EMI滤波器参考文献
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