開關電源設計（第三版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

作  者: （美）普利斯曼 著，莫瑞 著 著作 王誌強 等譯 譯者 定  價: 98 齣 版 社: 電子工業齣版社 齣版日期: 2010年07月01日 裝  幀: 平裝 ISBN: 9787121110818 ●第1部分 拓撲
●第1章 基本拓撲
●1.1 引言——綫性調整器和Buck、Boost及反相開關型調整器
●1.2 綫性調整器——耗能型調整器
●1.2.1 基本工作原理
●1.2.2 綫性調整器的缺點
●1.2.3 串接晶體管的功率損耗
●1.2.4 綫性調整器的效率與輸齣電壓的關係
●1.2.5 串接PNP型晶體管的低功耗綫性調整器
●1.3 開關型調整器拓撲
●1.3.1 Buck開關型調整器
●1.3.2 Buck調整器的主要電流波形
●1.3.3 Buck調整器的效率
●1.3.4 Buck調整器的效率(考慮交流開關損耗)
●1.3.5 理想開關頻率的選擇
●1.3.6 設計例子
●1.3.7 輸齣電容
●1.3.8 有直流隔離調整輸齣的Buck調整器的電壓調節
●1.4 Boost開關調整器拓撲
●1.4.1 基本原理
●部分目錄

內容簡介

本書為二十幾年來世界認可*的電源的設計指導著作《開關電源設計》的再版（第三版）。
書中係統地論述瞭開關電源*常用拓撲的基本原理、磁性元件的設計原則及閉環反饋穩定性和驅動保護等。本書在講述的過程中應用教學式、How&Why;方法，討論時結閤瞭大量設計實例、設計方程和圖錶。本書同時涵蓋瞭開關電源技術、材料和器件的*新發展等內容。
本書的主要特色內容包括：各種*常用開關電源拓撲設計、解決日常設計難題所需的基礎知識、變壓器及磁設計原理的深入分析，以及在第二版基礎上補充的電抗器設計和現代高速IGBT的*佳驅動條件等。
本書可作為學習、研究高頻開關電源的高校師生的教材，並可作為從事開關電源設計、開發的工程師的設計參考資料。 （美）普利斯曼 著，莫瑞 著 著作 王誌強 等譯 譯者 作者：（美國）普利斯曼（Abraham I.pressman） 比得斯（Keith Billings） 莫瑞（Taylor Morey） 譯者：王誌強 肖文勛 虞龍 等
普利斯曼（Abraham I. Pressman），是美國知名的電源顧問和專傢，曾經做過軍事雷達軍官和四十多年的模數設計工程師。在過去的半個多世紀裏，他為電子領域裏的數個“靠前”作齣瞭重要貢獻：靠前個用粒子加速器獲得10億伏特電壓的能量、靠前颱用於計算機工業的快速打印機、靠前個在宇宙飛船上拍攝月球錶麵照片的技術等
    

《深入理解電力電子變換技術：原理、設計與實踐》（第三版） 簡介 電力電子技術作為現代工業和信息技術的核心驅動力，其重要性日益凸顯。從為智能手機供電的微型適配器，到支撐龐大數據中心運行的服務器電源，再到驅動電動汽車的動力總成，乃至國傢電網的能量輸送與管理，無處不見電力電子變換的身影。本書《深入理解電力電子變換技術：原理、設計與實踐》（第三版）旨在為讀者提供一個係統、深入且實踐導嚮的電力電子變換技術學習平颱。它不僅會詳細闡述各種基本變換拓撲的物理原理，更會深入剖析其設計中的關鍵考量，並結閤實際工程應用，指導讀者掌握從理論到實踐的完整流程。 本書的編寫，力求擺脫枯燥的公式堆砌，以清晰的邏輯、直觀的圖示和豐富的實例，引領讀者一步步揭開電力電子變換的神秘麵紗。第三版在原有基礎上，針對當前技術發展的新趨勢和工程實踐的新需求，進行瞭全麵的更新與擴展。我們不僅保留瞭對經典變換器如Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge等的深入講解，更對近年來快速發展的諧振變換器、多端口變換器、矩陣變換器等新型拓撲進行瞭細緻的介紹。同時，針對數字控製、SiC/GaN等寬禁帶半導體器件的應用、EMC設計、熱管理以及係統集成等關鍵工程問題，都進行瞭更深入的探討和更貼近實際的闡述。 核心內容概覽 第一部分：電力電子變換的基礎理論與核心元件 本部分將為讀者打下堅實的理論基礎。首先，我們將從電能的本質和變換的必要性齣發，介紹電力電子變換在現代社會中的不可替代的作用。隨後，我們將詳細講解構成電力電子變換器的基本開關元件，包括功率二極管、功率MOSFET、IGBT、SiC/GaN器件等。對於每種器件，我們將深入分析其工作原理、關鍵參數（如導通壓降、開關損耗、閾值電壓、擊穿電壓、熱阻等）、選擇依據以及驅動電路的設計要點。特彆地，第三版將大幅增加對SiC和GaN等新一代寬禁帶半導體器件的介紹，包括它們的優勢、局限性、選型原則以及在高速開關和高壓應用中的設計考量。 接著，我們將重點介紹儲能元件——電感和電容。本書將不僅僅停留在理想模型，而是深入分析實際電感（如漏感、寄生電容）和實際電容（如ESR、ESL）對變換器性能的影響，並給齣選擇和設計時的實用建議。 第二部分：經典DC-DC變換器詳解 DC-DC變換器是電力電子領域最基礎也是應用最廣泛的變換器之一。本部分將以係統化、模塊化的方式，逐一深入剖析各種經典的DC-DC變換拓撲。 非隔離型DC-DC變換器： Buck（降壓）變換器： 從最基礎的單管Buck變換器開始，詳細分析其工作模式（連續導通模式CCM和斷續導通模式DCM）、紋波分析、占空比控製、電壓和電流紋波的計算與抑製，以及功率器件和儲能元件的選擇。 Boost（升壓）變換器： 同樣深入講解其工作原理、CCM和DCM模式的特點、輸齣電壓和電流紋波的計算，以及在升壓應用中的設計細節。 Buck-Boost（升降壓）變換器： 分析其升降壓的特性，以及與Buck和Boost變換器在設計和應用上的異同。 Cuk、SEPIC、Zeta變換器： 介紹這些具有電容隔離或串聯儲能的變換器，分析它們的優缺點及其在特定場閤的應用。 隔離型DC-DC變換器： Flyback變換器： 詳細講解其基於變壓器耦閤的工作原理，包括多繞組變壓器設計、能量存儲與傳遞過程、電流紋波、輸齣電壓控製以及在低功率應用中的廣泛適用性。 Forward變換器： 分析其基於變壓器耦閤的工作原理，講解其優點（如效率高、易於控製）和局限性，以及在需要隔離但輸齣功率較大的應用中的設計考量。 Push-Pull（推挽）變換器： 介紹其驅動方式、工作原理、變壓器設計、優勢和劣勢。 Half-Bridge（半橋）和Full-Bridge（全橋）變換器： 詳細分析這兩個在更高功率領域常用的變換器拓撲，包括其驅動方式、變壓器利用率、輸齣電壓範圍以及在工業電源和通信電源中的應用。 在對每種變換器的講解中，本書都將遵循“原理—模型—分析—設計—仿真—實踐”的路徑，確保讀者能夠全麵掌握。 第三部分：先進電力電子變換器與拓撲 隨著電力電子技術的不斷發展，新的變換器拓撲層齣不窮，以滿足日益嚴苛的性能要求。本部分將重點介紹一些先進的變換器技術： 諧振變換器： 介紹零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）的概念，以及如何通過引入諧振電路實現軟開關，從而大幅降低開關損耗，提高效率和功率密度。詳細講解LLC諧振變換器、LCC諧振變換器等，分析其工作原理、設計方法和應用優勢，特彆是其在服務器電源、LED驅動和電動汽車充電器中的應用。 多端口變換器： 探討能夠同時連接三個或更多端口的變換器，分析其在能量路由器、分布式能源係統集成等方麵的應用潛力，以及其獨特的控製策略。 矩陣變換器： 介紹一種無需直流環節、直接實現AC-AC電壓變換的變換器，分析其結構、工作原理、控製方法以及在電機驅動、電網接入等方麵的應用。 其他新興拓撲： 簡要介紹一些前沿的變換器技術，如多電平變換器、混閤模態變換器等，激發讀者的探索興趣。 第四部分：控製策略與係統設計 電力電子變換器的性能很大程度上取決於其控製策略。本部分將深入探討各種控製方法： 模擬控製： 講解基於電壓模式控製、電流模式控製（包括峰值電流模式、平均電流模式）等經典模擬控製方法的原理，以及PID控製器的設計與應用。 數字控製： 重點介紹基於微控製器（MCU）或數字信號處理器（DSP）的數字控製技術。講解數字PID控製、滯環控製、PR（Proportional-Resonant）控製器等。詳細闡述數字控製在實現復雜控製算法、自適應控製、通信功能以及提高係統靈活性方麵的優勢。第三版將大幅增加針對數字電源設計中，如采樣、量化、數字濾波器設計、啓動過程控製、過載保護等細節的講解。 先進控製技術： 介紹模型預測控製（MPC）、滑模控製（SMC）等先進控製方法在電力電子領域的應用。 第五部分：關鍵工程設計考量 理論設計隻是第一步，實際工程中的諸多因素將直接影響最終産品的性能、可靠性和成本。本部分將聚焦於這些關鍵的工程設計問題： 功率器件的選型與驅動： 深入分析不同類型功率器件（MOSFET, IGBT, SiC, GaN）的特性麯綫，講解如何根據具體應用需求（電壓、電流、頻率、溫度、效率、成本）進行精確選型。詳細介紹功率器件的驅動電路設計，包括驅動信號的隔離、電平匹配、柵極電容的充放電、瞬態響應優化等，重點關注寬禁帶器件的高速驅動需求。 磁性元件設計（變壓器與電感）： 詳細講解變壓器和電感的電磁設計原理，包括磁芯材料的選擇（鐵氧體、非晶、納米晶等）、骨架設計、繞組排布、漏感控製、磁芯損耗計算、銅損計算等。提供實用的設計流程和公式，並通過實例演示。 PCB布局與布綫： 強調PCB布局對電力電子電路性能的決定性影響。講解電流迴路的最小化、高頻信號的走綫、噪聲耦閤的抑製、散熱設計等關鍵技巧。 熱管理： 詳細分析功率器件、磁性元件等發熱源的散熱原理，講解散熱器選型、熱管、風冷、水冷等散熱技術。介紹熱阻的計算和分析，以及如何通過PCB設計和組件布局來優化散熱。 電磁兼容性（EMC）設計： 深入探討電力電子變換器産生的電磁乾擾（EMI）的來源和傳播路徑，以及抑製EMI的有效方法，包括濾波器的設計（輸入濾波、輸齣濾波）、屏蔽、接地技術、PCB布局優化等。同時，也講解如何提高變換器對外部電磁乾擾的抗擾度。 保護與故障診斷： 講解過壓保護、過流保護、過溫保護、短路保護等電路的設計，以及如何利用數字控製實現更智能、更快速的保護策略。 第六部分：仿真與實踐 理論分析與實際測量相結閤是驗證設計和優化性能的關鍵。 仿真工具的應用： 介紹業界常用的仿真軟件，如PSIM, LTspice, PSpice, Simplis, MATLAB/Simulink等，演示如何利用這些工具建立變換器模型，進行穩態和瞬態分析，預測紋波、效率，並驗證控製策略。 實驗與測量： 提供實際電路搭建和測量的方法，包括如何使用示波器、功率分析儀、LCR錶等測量儀器。講解在實驗過程中需要注意的安全事項和常見的測量技巧。 案例分析： 本部分將包含多個精心設計的實踐案例，涵蓋不同功率等級、不同應用場景的電力電子變換器設計。例如，筆記本電腦適配器、LED驅動電源、工業用開關電源、電動汽車充電樁模塊等。通過這些案例，讀者可以直觀地瞭解從需求分析、方案選擇、元件設計、控製實現到最終測試的完整設計流程。 目標讀者 本書適閤於電子工程、電氣工程、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事電力電子、電源産品設計、嵌入式係統開發、新能源技術等領域的工程師和技術人員。對於希望係統學習和深入理解電力電子變換技術的自學者，本書也將提供一條清晰的學習路徑。 本書特色 係統性與全麵性： 覆蓋從基礎原理到先進技術，從理論分析到工程實踐的電力電子變換器設計全過程。 深度與廣度兼備： 既有對經典拓撲的深入剖析，也有對前沿技術的介紹，確保知識的先進性。 實踐導嚮： 強調工程設計中的關鍵考量，提供大量實用技巧和案例分析，注重學以緻用。 圖文並茂： 大量采用原理圖、波形圖、PCB布局圖等，直觀易懂，便於理解。 語言清晰： 力求使用簡潔明瞭的語言，避免不必要的專業術語堆砌，使復雜概念易於理解。 緊跟技術前沿： 第三版重點更新瞭寬禁帶器件、數字控製、諧振變換器等內容，反映瞭行業最新的發展趨勢。 結語 《深入理解電力電子變換技術：原理、設計與實踐》（第三版）將是您在電力電子領域探索和創新的得力助手。通過學習本書，您將不僅能夠深刻理解電力電子變換的奧秘，更能夠掌握設計齣高性能、高可靠性電力電子産品的關鍵技能，為您的職業發展和技術創新奠定堅實的基礎。