开关电源制作与调试

开关电源制作与调试 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国电力
作者:马洪涛//沙占友//周芬萍
出品人:
页数:186
译者:
出版时间:2010-7
价格:12.00元
装帧:
isbn号码:9787512302488
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《开关电源制作与调试》从实用角度出发,系统、深入地阐述了开关电源的制作流程,开关电源的拓扑结构,开关电源的控制电路,开关电源的辅助电路,电路板的布局、布线方法,高频变压器的制作,开关电源的调试与测试注意事项等,并详细介绍了3个不同类型开关电源的制作实例。《开关电源制作与调试》为《开关电源设计与应用系列书》的分册,该丛书还包括《开关电源外围元器件选择与检测》、《开关电源优化设计》和《开关电源设计入门与实例解析》。

《开关电源制作与调试》内容丰富,深入浅出,通俗易懂,具有科学性、先进性与很高的实用价值,可供电子和电气工程技术人员,仪器仪表及家电维修人员,大专院校师生及电子爱好者阅读。

好的,这是一份围绕“开关电源制作与调试”主题,但不包含该书具体内容的图书简介,力求详细且自然流畅,避免AI痕迹: --- 《现代电子系统中的电力变换技术:从理论基石到前沿应用》 图书简介 在当今高度集成化和高能效要求的电子设备世界中,如何高效、稳定地将电能从一个形式转化为另一个形式,是系统设计的核心挑战之一。本书《现代电子系统中的电力变换技术:从理论基石到前沿应用》并非一本侧重于具体电源模块装配与参数调试的手册,而是致力于构建一个全面、深入的电力电子学知识框架,旨在帮助读者理解电力变换过程背后的物理原理、拓扑选择的决策依据,以及系统级热管理和电磁兼容性的设计哲学。 本书的立足点在于原理的深挖与设计的宏观把握,而非单一的制作流程复述。它将读者的视野从具体的制作平台抬升到系统架构的层面,探讨在不同应用场景下(从便携式设备到工业级驱动系统)如何进行最优的电力策略选择。 第一部分:电力变换的理论基石与数学模型 本部分内容聚焦于电力电子学的基础理论,为后续复杂系统的分析打下坚实的数学和物理基础。我们首先回顾理想开关器件(如MOSFET、IGBT)在导通与关断过程中的动态行为,着重分析开关损耗的产生机理及其对效率的影响。 随后,本书深入探讨了连续导通模式(CCM)和不连续导通模式(DCM)下各类基本拓扑(如Buck, Boost, Buck-Boost)的状态空间平均模型的建立过程。我们详细解析了这些模型如何用于预测环路响应、确定控制带宽,以及评估系统瞬态性能。与传统侧重于特定元件参数计算的描述不同,本书强调的是传递函数的构建,及其在经典PID控制设计中的应用。例如,如何利用零极点补偿技术,在保证系统稳定裕度的同时,将电源的快速动态响应性能最大化。 电磁场的耦合效应是影响高频电力变换效率的关键因素。因此,书中辟专章探讨了磁性元件的等效电路建模,包括漏感、分布电容的建模方法,以及如何利用有限元分析(FEA)的结果来优化磁芯形状和绕组结构,以最小化高频损耗。 第二部分:拓扑结构的选择与优化策略 选择正确的电力变换拓扑是系统设计的首要环节。本书将结构化地分析主流的DC-DC拓扑,但不局限于初级电路的介绍。我们着重探讨多电平转换器、谐振软开关技术(LLC, LCC)在高电压、大功率场景中的应用优势。对于谐振变换器,我们将详细推导其稳态增益曲线,分析工作在不同谐振区域(感性、容性负载)下的控制特性,并讨论如何设计精确的频率调制方案以实现高效且低EMI的运行。 在隔离型变换器方面,本书剖析了正激(Forward)、返—正激(Flyback)以及全桥(Full-Bridge)拓扑的能量存储与传递机制。重点在于磁复用技术的设计,以及如何通过优化变压器的匝数比和占空比范围,来平衡初级侧的电流峰值和次级侧的电压调节能力。此外,对有源箝位(Active Clamping)等先进技术在减小开关应力方面的潜力进行了深入的理论分析。 第三部分:控制系统的设计与实现深度解析 电源的性能在很大程度上取决于其控制回路的设计。本书超越了简单的PWM调制原理,深入探讨了数字控制技术在现代电源管理中的地位。 我们详细对比了平均值控制(Average Current Mode Control)和峰值电流模式控制(Peak Current Mode Control)在纹波抑制、瞬态响应和输入电压前馈方面的优劣。对于数字实现,本书关注采样延迟、量化误差对控制回路稳定性的影响。我们提供了关于如何利用数字信号处理器(DSP)或高性能微控制器(MCU)实现先进控制算法(如滞环控制、非线性控制)的数学框架,强调如何进行精确的软件模型验证。 第四部分:系统集成、热管理与电磁兼容性工程 成功的电源设计绝不仅仅是电路图的正确绘制。本部分着眼于系统级工程挑战。 热力学管理是长寿命、高可靠性设计的基石。书中分析了热阻的计算模型,包括半导体器件到封装、封装到散热片、散热片到环境的传热路径。我们讨论了如何利用热仿真软件预测关键节点的温度分布,并提出了优化PCB布局和散热结构(如均热板、热管)的工程准则。 电磁兼容性(EMC)是高频开关电源设计中的核心痛点。本书将EMC视为系统固有特性而非后期补救。我们从噪声源识别入手,详细分析了开关节点dv/dt和di/dt如何产生辐射和传导干扰。随后,我们系统介绍了PCB布局的电磁设计原则,包括最小化电流环路面积、优化电源层和地层结构以控制阻抗,以及如何设计有效的屏蔽罩和滤波网络(共模扼流圈、差模电感)来满足严格的EMC标准。 结语 《现代电子系统中的电力变换技术》的目标是培养读者对电力变换系统进行概念性、结构化思考的能力。它是一本为追求高效率、高密度、高可靠性电源系统的工程师和高级学生准备的参考书,旨在提供深厚的理论功底和广阔的工程视野,而非局限于某一个特定应用案例的“操作指南”。通过对基础理论、拓扑选择、控制策略及系统集成的全面覆盖,读者将能够驾驭下一代电力电子系统的复杂性与挑战。

作者简介

1985年毕业于河北机电学院工业电气自动化专业,河北科技大学信息科学与工程学院副教授,硕士研究生导师。从事电子信息工程专业的教学与科研工作,主要研究领域为计算机测控与电力电子技术。参与《开关稳压器应用技巧》、《新型单片开关电源设计与应用技术》、《特种集成电源设计与应用》等学术著作的撰写,发表EI索引学术论文10余篇。全国大学生电子设计竞赛优秀辅导教师,获全国一等奖3项、二等奖2项。

目录信息

前言第一章 开关电源的制作流程 第一节 开关电源的电路组成 第二节 开关电源的制作流程第二章 开关电源的拓扑结构 第一节 降压式变换器 第二节 升压式变换器 第三节 反激式变换器 第四节 正激式变换器 第五节 推挽式变换器 第六节 半桥式变换器 第七节 全桥式变换器第三章 开关电源的控制电路 第一节 自激振荡型PWM控制电路 第二节 TL494型PWM控制电路 第三节 SG3525型PWM控制电路 第四节 UC3842型电流模式PWM控制电路 第五节 TOPSwitch-Ⅱ系列的:PWM控制电路 第六节 TinySwitch系列的:PWM控制电路第四章 开关电源的辅助电路 第一节 输出电压反馈电路 第二节 尖峰电压吸收电路 第三节 EMI滤波电路 第四节 整流滤波电路 第五节 过电压保护电路 第六节 过电流保护电路 第七节 尖峰电流抑制电路第五章 高频变压器的设计 第一节 高频变压器设计的基本方法 第二节 反激式开关电源的高频变压器设计第六章 印制电路板的设计 第一节 确定元器件的封装 第二节 元器件的布局 第三节 印制板的布线第七章 开关电源的调试 第一节 调试仪器设备的选择 第二节 调试方法与步骤 第三节 关键测试点的选择 第四节 调试中的注意事项第八章 开关电源的制作实例 第一节 60W宽电压范围开关电源 第二节 三相电能表开关电源 第三节 72W升压式DC/DC变换器第九章 开关电源的测试分析 第一节 开关电源测试技术 第二节 开关电源的性能测试 第三节 开关电源的测试技巧 第四节 开关电源的波形测试及分析 第五节 高频变压器磁饱和的检测方法参考文献
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读后感

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用户评价

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《开关电源制作与调试》这本书的语言风格非常独特,作者在保持专业性的同时,也融入了许多幽默和个人化的色彩,使得阅读过程并不枯燥乏味,反而充满了乐趣。他会用一些形象的比喻来解释复杂的原理,比如将变压器比作一个“能量搬运工”,将MOSFET比作一个“快节奏的开关手”,这些生动有趣的描述,让我在轻松愉快的氛围中掌握了核心知识。 而且,书中不仅仅是提供“答案”,更重要的是引导读者去思考。他会在讲解完一个概念后,抛出一些问题,鼓励读者自己去探索和验证。这种互动式的教学方法,极大地激发了我的学习主动性。我经常会在看完一章后,动手在面包板上搭建一些小的实验电路,来验证书中的结论。例如,书中关于“纹波”的讲解,我就会用示波器去测量不同滤波电路的输出纹波,直观地感受滤波效果。这种“学以致用”的过程,让我对开关电源的理解更加深刻。

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我是在一个偶然的机会下发现了这本书,当时我正在寻找一本能够帮助我深入了解开关电源设计的书籍。市面上虽然有很多关于电子技术的书籍,但能够将开关电源的制作与调试如此细致地结合起来的书却不多。《开关电源制作与调试》在这一点上做得非常出色。它不仅仅停留在理论层面,而是将理论知识转化为可操作的实践步骤,这对于我这样的实践型学习者来说,无疑是雪中送炭。 我印象最深的是书中关于“EMI抑制”的章节。开关电源在工作时,由于高频开关动作,很容易产生电磁干扰,这在许多应用中是需要严格控制的。这本书详细介绍了EMI的来源,以及如何在电路设计和PCB布局上采取措施来抑制EMI。比如,如何合理布局地线,如何使用屏蔽措施,如何选择合适的滤波元器件等等。我按照书中的建议,在我的一个高频电源项目中,有效地降低了EMI辐射,顺利通过了相关的电磁兼容测试。

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这本书的魅力在于它的“调试”部分,这才是真正让实践变得触手可及的关键。很多技术书籍都会讲到制作,但真正能够教会你如何排查问题、如何让你的作品稳定运行的书却不多。《开关电源制作与调试》在这方面做得尤为出色。作者详细列举了在制作过程中可能遇到的各种疑难杂症,比如输出电压不稳、纹波太大、效率低下,甚至是一些意想不到的异常现象。更重要的是,他给出了非常系统性的分析方法和解决思路。 我印象深刻的是关于“寄生参数”的讲解。在制作过程中,我遇到了一个输出电流偏低的问题,怎么调整都无法达到预期。翻到书中关于寄生参数的章节,我才恍然大悟,原来是PCB走线过长、元件布局不合理导致了一些不必要的电感和电容效应,这些“看不见”的因素对电路性能产生了很大的影响。作者提供的测量方法和优化建议,比如缩短走线、选择合适的元件封装、改进地线设计等等,都非常有针对性。我按照书中的方法对我的电源板进行了小小的修改,输出电流立刻得到了显著提升,这让我深刻体会到了“调试”的艺术性。

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这本书的实用性真的超乎我的想象!我不仅仅是把它当作一本学习手册,更多的时候,它是我进行项目开发时的“参谋”。当我接到一些需要定制电源的项目时,我总会第一时间翻阅这本书,寻找相关的设计思路和参考案例。书中对于不同功率等级、不同输出电压和电流要求的电源设计,都给出了详细的指导。 举个例子,我曾经需要为一个户外照明设备设计一个12V、5A的开关电源。我首先在书中找到了关于反激式电源的设计章节,书中详细介绍了如何根据输出功率和电压来计算变压器的参数,如何选择合适的MOSFET和驱动电路,以及如何设计输出滤波器来满足纹波要求。我根据书中的方法,对关键参数进行了计算和校准,并参考了书中提供的PCB布局建议。整个设计过程非常顺利,最终制作出来的电源性能稳定,效率也很高,完全满足了客户的要求。

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《开关电源制作与调试》的价值在于它能够帮助读者建立起一个完整的、系统的电源设计思维。不仅仅是教会你如何照猫画虎地制作某个电源,而是让你明白“为什么”这么做。作者在讲解每个电路模块时,都会从基本原理出发,深入剖析其工作机制,然后引申到实际的元器件选择和参数计算。 我特别欣赏书中关于“稳定性”的讲解。开关电源的稳定性是其性能的关键。书中详细讲解了反馈环路的补偿方法,例如PID补偿,以及如何通过伯德图分析来确保系统的稳定性。我之前对这些概念一直感到困惑,但书中的讲解非常清晰,配有大量的图示和数学推导,让我能够一步步理解这些复杂的概念。通过学习书中的内容,我能够更好地理解那些看似神秘的“补偿网络”是如何工作的,以及如何根据实际需求来调整它们,从而获得一个稳定可靠的输出。

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这本书的价值不仅仅体现在它的技术深度,更在于它所传达的“工匠精神”。作者在书中非常强调细节的重要性,从元器件的选用,到PCB的走线,再到焊接的技巧,他都事无巨细地进行了讲解。这让我明白,一个优秀的开关电源,不仅仅是理论上的完美,更需要在每一个制作环节都精益求精。 我记得在书中关于“焊接”的章节,作者分享了他多年的实践经验,比如如何选择合适的焊锡和烙铁头,如何控制焊接温度和时间,以及如何避免虚焊和冷焊。我之前一直觉得焊接是一个很小的细节,但看了书中的讲解后,我才意识到,一个小小的虚焊,可能就会导致整个电源工作不稳定,甚至损坏。我按照书中的指导,改进了自己的焊接技巧,现在我制作的电路,不仅性能稳定,而且看起来也更加专业、美观。

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作为一名电子爱好者,我一直在寻找能够真正指导我进行电源设计的书籍,而《开关电源制作与调试》无疑是我的“宝藏”。它不仅仅是一本“工具书”,更是一本能够激发你创造力的“启迪书”。书中对不同拓扑结构的开关电源进行了深入的剖析,比如反激、正激、半桥、全桥、LLC谐振等等,详细讲解了它们各自的工作原理、优缺点以及适用场景。这让我能够根据不同的应用需求,选择最合适的电源拓扑。 作者在讲解过程中,非常注重理论与实践的结合。他不仅提供了这些拓扑的原理图,还详细阐述了各个关键元件的选择原则,例如如何根据功率需求选择主开关管(MOSFET或IGBT),如何计算变压器的匝数比和气隙,以及如何设计滤波电路来满足EMI标准。更让我惊叹的是,书中还提供了详细的仿真方法和思路,通过这些仿真工具,我可以在实际制作前就预见到电路可能出现的问题,并进行优化。我根据书中提到的方法,利用仿真软件对一个反激电源进行设计和验证,结果与实际测试非常吻合,这大大提高了我的设计效率和成功率。

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我在阅读《开关电源制作与调试》之前,虽然对电子制作有热情,但往往停留在一些简单的LED电路或者简单的低压电源制作上。对于需要涉及高电压、高频率开关的开关电源,我一直感到心有余悸,担心因为操作不当而损坏元件,甚至造成危险。然而,这本书的出现彻底改变了我的看法。作者非常注重安全方面的提示,在书中反复强调了高压操作的风险,以及如何采取必要的安全防护措施。 书中详细讲解了如何正确地连接示波器探头,如何安全地对电源进行通电测试,以及在调试过程中需要注意的细节。例如,在测试输出电压时,作者建议先用万用表测量,确认电压大致正常后再接入示波器。对于一些可能引起元件损坏的极端情况,书上也给出了相应的保护电路设计建议,比如过流保护、过压保护等。我就是按照书中关于过流保护的讲解,为我的一个DIY电源增加了一个简单的电流采样和限流电路,在一次意外短路实验中,这个保护电路成功地保护了我的主开关管,让我避免了不必要的损失。

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这本书简直把我从一个对电路一窍不通的小白,变成了一个能够自信地拿起烙铁,动手制作开关电源的爱好者!我之前对电子这块一直抱有浓厚的兴趣,但总觉得门槛太高,各种元器件、复杂的电路图总是让我望而却步。直到我翻开了《开关电源制作与调试》,一切都开始变得清晰起来。作者的讲解方式非常独特,不像我之前看过的那些枯燥的教科书,而是用一种非常生活化、循序渐进的方式,把开关电源这个听起来就很高大上的概念,拆解成了一个个易于理解的组成部分。 从最基础的滤波电容、整流二极管讲起,到核心的PWM控制器,再到后期的反馈稳定和保护电路,作者都用大量生动的比喻和图示来解释其工作原理。我记得最清楚的是关于“开关”这个概念的解释,作者把它比作一个非常勤劳的“开关工”,按照指令快速地打开和关闭,来控制能量的传输,这个比喻一下子就让我明白了PWM控制的精髓。而且,书中不仅仅是理论讲解,更重要的是提供了非常实用的制作案例。从简单的反激式电源,到更复杂的LLC谐振电源,每个案例都配有详细的PCB布局图、元件清单和制作步骤。我按照书中的指引,成功地给自己DIY了一个手机充电器,当我看到它稳定地输出5V电压,成功地为我的手机充电时,那种成就感是无法用言语形容的!

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这本书的排版和内容组织都非常优秀,给人一种专业、严谨但又不失亲切的感觉。封面设计简洁大气,内页的纸质也很好,印刷清晰,特别是电路图部分,线条流畅,标注明确,即使是复杂的电路图,也能轻松阅读。我特别喜欢书中在讲解每一个概念时,都会配有大量的图示和波形图。这些图示不仅仅是简单的示意图,而是包含了实际的物理意义,能够帮助我更直观地理解电路的工作过程。 例如,在讲解PWM控制时,书中就展示了不同占空比下的驱动波形,以及这些波形如何影响输出电压。还有在讲解滤波电路时,书中不仅给出了滤波电容的选型原则,还提供了不同纹波频率下的滤波效果对比图。这些细节的展示,让原本枯燥的理论知识变得生动有趣,也让我能够更好地掌握其中的奥秘。此外,书中的案例分析部分也做得非常到位,作者会从零开始,一步步引导读者完成一个完整的开关电源的从设计到制作再到调试的全过程。

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业界良心!看着看着就有动手制作的冲动!

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