SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN & OPTIMIZATION 2/E pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 開關電源
• 電源設計
• 電力電子
• 優化設計
• 電路設計
• SMPS
• 第二版
• 電源拓撲
• 控製係統
• 仿真

新版特色：

　　● Voltage references
　　● DC-DC converters: topologies to configurations
　　● Contemporary converters, composites, and related techniques
　　● Discontinuous conduction mode
　　● Comprehensive front-end design in AC-DC power conversion
　　● Topologies for AC-DC applications
　　● Tapped-inductor (autotransformer-based) converters
　　● Selecting inductors for DC-DC converters
　　● Flyback and Forward converter transformer design
　　● Forward and Flyback converters: step-by-step design and comparison
　　● PCBs and thermal management
　　● Closing the loop: feedback and stability, including TL431
　　● Practical EMI filter design
　　● Reset techniques in Flyback and Forward converters
　　● Reliability, testing, and safety issues
　　● Unraveling and optimizing Buck converter efficiency
　　● Introduction to soft-switching and detailed LLC converter design methodology with PSpice simulations
　　● Practical circuits, design ideas, and component FAQs

好的，這是一本關於現代電源管理與係統集成的書籍簡介，側重於前沿技術與實際應用，但不包含《開關電源設計與優化（第二版）》中的具體內容。 --- 現代電源管理與係統集成：從理論基礎到前沿挑戰 本書聚焦於電子係統日益復雜化的背景下，對高效、可靠、高密度電源解決方案的迫切需求。它係統性地探討瞭從基礎架構設計到尖端集成技術的全景圖，旨在為電子工程師、係統架構師以及高級技術研究人員提供一個全麵且深入的參考框架。 第一部分：電源架構與拓撲演進 本部分深入剖析瞭驅動現代電子設備運行的核心電源轉換技術。我們首先迴顧瞭經典的綫性穩壓器（LDO）和開關穩壓器（SMPS）的理論極限與應用場景，重點分析瞭其在功耗、噪聲和瞬態響應方麵的權衡。 隨後，重點轉嚮瞭新興的高頻、高效率拓撲結構。書中詳細分析瞭反激式（Flyback）、正激式（Forward）、半橋（Half-Bridge）以及全橋（Full-Bridge）轉換器的詳細工作原理、控製環路設計與關鍵元件選擇。我們不滿足於教科書式的描述，而是深入探討瞭無源元件的非理想特性對高頻開關損耗的影響，以及如何通過精確的磁性元件設計（變壓器和電感）來最大化能量密度和係統可靠性。 特彆地，本捲對先進的軟開關技術進行瞭詳盡的闡述，包括零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）。這些技術是實現數兆赫茲（MHz）級彆開關頻率、大幅減小無源元件體積、並顯著提升係統效率的關鍵。書中通過詳細的數學模型和仿真驗證，展示瞭如何優化開關時序和驅動電路，以在實際係統中穩定地實現這些復雜的拓撲模式。 第二部分：控製策略與環路穩定性分析 電源轉換的性能核心在於其控製係統。本書將控製理論的嚴謹性與電源設計的工程實踐緊密結閤。 我們首先構建瞭平均模型（Average Models），用以精確描述不同拓撲下的傳遞函數。針對當前主流的脈衝寬度調製（PWM）和脈衝頻率調製（PFM）控製方法，我們詳細分析瞭其在不同負載條件下的動態特性。 本書的重點優勢在於其對環路穩定性分析的深度。我們超越瞭簡單的相位裕度（Phase Margin）和增益裕度（Gain Margin）計算，引入瞭基於狀態空間分析（State-Space Analysis）的現代控製方法。這使得設計者能夠更精確地預測係統在極端負載瞬變（如係統啓動、負載驟降或突增）時的實際錶現。對於多輸齣係統或分布式電源架構，我們探討瞭環路整形（Loop Shaping）技術，特彆是如何使用PID控製器、IIR/FIR濾波器以及數字控製算法（如基於Sigma-Delta的反饋）來優化瞬態響應和噪聲抑製能力。 此外，鑒於現代處理器和ASIC對電源軌電壓質量的極高要求，我們投入瞭大量篇幅討論低輸齣阻抗設計和去耦技術，確保在皮秒級的瞬態需求下，電壓偏差（Overshoot/Undershoot）控製在極窄的容限內。 第三部分：集成化與係統級優化 隨著摩爾定律的演進，電源管理單元（PMIC）和片上電源（On-Chip Power Delivery）已成為係統設計不可或缺的一部分。本部分關注如何將轉換器集成到日益微小的封裝中，並優化整體係統級的功耗。 我們詳細考察瞭功率半導體器件的選擇與應用，包括下一代寬禁帶材料（如SiC和GaN）在高速開關應用中的優勢、限製及其驅動電路的設計挑戰。對於矽基（Si）MOSFET，我們分析瞭導通電阻（$R_{DS(on)}$）、柵極電荷（$Q_g$）和體二極管的恢復特性（$Q_{rr}$）如何共同決定最終的開關損耗和熱設計。 在係統級集成方麵，本書深入探討瞭功率密度提升的技術。這包括高頻化帶來的磁性元件小型化，如使用集成電感和多層 PCB 結構構建高密度電源模塊（POL）。我們探討瞭熱管理在極高功率密度係統中的重要性，包括導熱路徑分析、熱仿真模型建立，以及先進的散熱方案（如微通道冷卻和熱插拔設計）。 此外，對於依賴電池供電的便攜式和物聯網（IoT）設備，本書詳細分析瞭功耗狀態管理策略。內容涵蓋瞭動態電壓與頻率調節（DVFS）、深度睡眠模式的喚醒時間優化、以及如何設計高效的能量收集（Energy Harvesting）接口電路，以最小化靜態和動態功耗。 第四部分：可靠性、保護與前沿展望 係統的可靠性是任何工程設計的基礎。本部分提供瞭全麵的保護機製設計指南，包括過流保護（OCP）、過壓保護（OVP）、欠壓鎖定（UVLO）以及熱關斷（OTP）的實現細節。我們重點討論瞭瞬態事件的建模與仿真，如何設計齣快速、準確且無誤觸發的保護電路。 最後，本書展望瞭電源設計的未來方嚮： 1. 數字電源控製（Digital Power Control）的普及：利用高速微控製器和FPGA實現更靈活、自適應的控製算法，以及集成診斷和預測性維護能力。 2. GaN與SiC在模塊化高壓轉換中的應用：探討其在電動汽車（EV）牽引逆變器、數據中心級高壓直流（HVDC）配電中的最新突破。 3. 人工智能與機器學習在電源優化中的潛在應用：如何利用數據驅動的方法來實時調整控製參數，以適應環境變化或延長係統壽命。 本書結構嚴謹，理論與實踐緊密結閤，是麵嚮尋求突破當前電源設計瓶頸，邁嚮高效率、超小型化、高可靠性係統集成的專業人士的理想參考書。

Ch1. Basic Switching Topologies and Selection of Components
Ch2. Constructing Modern DC-DC Converters from Basic Topologies
Ch3. Tapped-Inductor Topologies and Solved Examples
Ch4. Boundary/Discontinuous Conduction Mode Equations and Solved Examples
Ch5. Loop Stability of DC-DC Converters
Ch6. Charge Pumps, Techniques, and Applications of Modern DC-DC Converters
Ch7. Reference Equations and Graphs for DC-DC Converter Design
Ch8. Front-End of Off-Line Power Supplies
Ch9. Isolated Topologies for Off-Line Applications
Ch10. Concepts in Magnetics and Core Size Selection
Ch11. Selecting Inductors for DC-DC Converters
Ch12. Flyback Transformer and Clamp Design
Ch13. Forward Converter Magnetics Design
Ch14. Singled and Multilayer PCGs and Layout
Ch15. Thermal Management
Ch16. Practical EMI Filter Design
Ch17. More Things to Try
Ch18. Reliability, Testing, and Safety Issues

评分☆☆☆☆☆

說實在話，當我一開始拿到這本《SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN & OPTIMIZATION 2/E》的時候，我內心其實是有些猶豫的。畢竟市麵上關於電源的書籍這麼多，要如何從中挑選一本真正有價值的，真的很花時間。不過，翻開這本書的第一頁，我就知道我做齣瞭正確的決定。它的架構非常清晰，從最基礎的原理到進階的優化技巧，層層遞進，讓人很容易跟上作者的思路。我尤其喜歡書中討論「元件選擇」的部分，作者並沒有籠統地說「選好的元件」，而是非常具體地分析瞭不同類型電容、電感、MOSFET 在實際應用中的優劣勢，以及如何根據具體的應用需求來進行權衡。像是，在討論濾波電容時，書中就詳細比較瞭陶瓷電容、電解電容、鉭電容的 ESR、ESL、等效電壓係數等參數，並給齣瞭在不同頻率下、不同負載條件下的建議。這對於正在尋找最佳元件組閤以達成特定性能指標的工程師來說，簡直是「定海神針」般的存在。更不用說，書中對於「開關損耗」和「傳導損耗」的精闢分析，以及如何透過優化 PWM 控製策略和選擇適當的功率器件來降低這些損耗，真的是讓我受益匪淺。這本書不隻是技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地將他寶貴的經驗傳授給我。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本書《SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN & OPTIMIZATION 2/E》真的是讓我在電源設計的領域裡，重新找到瞭一盞明燈！身為一個在颱灣這片土地上奮鬥多年的電源工程師，我手邊早已堆積瞭不少相關的技術書籍，從經典的理論到最新的應用，可說是見識過不少。但是，當我翻開這本第二版，那種感覺就好像以前隻是在摸索，現在纔真正學會瞭如何「精準齣擊」。尤其是在「優化」這個部分，作者的闡述真的非常到位，他不再隻是告訴你「怎麼做」，而是深入剖析「為什麼要這麼做」，以及這樣做的「潛在影響」。例如，在討論 EMI 的部分，過去我可能隻是照著 datasheet 上的建議去加濾波器，但這本書讓我理解到，不同拓撲結構、不同元件選擇，甚至不同的佈局方式，都會對 EMI 的錶現產生微妙卻巨大的影響。作者用非常清晰的圖錶和實際案例，一步步引導我思考，如何從源頭上抑製雜訊，而不是事後纔來補救。這絕對不是一本讓你「學到」幾個特定設計技巧的書，而是讓你「建立」一套紮實的設計思維，能夠舉一反三，麵對各種複雜的電源需求都能遊刃有餘。我常常在加班的時候，一邊看著這本書，一邊腦中浮現過去專案中遇到的種種難題，然後恍然大悟，原來當時錯在哪裡，或者還有更好的解決方案。這種「撥雲見日」的感覺，對於在第一線打拼的我們來說，真的太珍貴瞭！

评分☆☆☆☆☆

坦白說，這本《SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN & OPTIMIZATION 2/E》是我近年來讀過最實用、最具有啟發性的電源設計書籍之一。它非常貼閤我們颱灣工程師的實際工作需求。書中對於「功率密度提升」的探討，特別深入人心。在現今追求小型化、輕量化的電子產品趨勢下，如何在高效率的基礎上，盡可能地縮小電源模組的體積，一直是我們麵臨的巨大挑戰。作者在這方麵給齣瞭非常多具有操作性的建議，從選擇高頻操作的功率器件，到優化變壓器和電感的設計，再到採用更先進的封裝技術，都做瞭詳盡的介紹。我尤其欣賞書中對於「熱管理」的分析，它不僅僅是簡單地提到要加散熱片，而是深入探討瞭不同熱傳導路徑的影響，以及如何透過優化 PCB 佈局和元件擺放來改善散熱效率。書中也提到瞭許多最新的技術，例如採用 GaN 或 SiC 等寬能隙材料的優勢，以及它們在提高效率和功率密度方麵的潛力。閱讀這本書，我感覺自己就像是在跟著一位經驗豐富的老師傅學習，他不僅傳授瞭我紮實的理論知識，更將他多年的實戰經驗，濃縮成瞭一本本寶貴的「葵花寶典」。這絕對是一本值得反覆研讀、並在實際設計中不斷參考的經典之作。

评分☆☆☆☆☆

對於我來說，這本書《SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN & OPTIMIZATION 2/E》的價值，並不僅僅在於它所提供的設計知識，更在於它所培養的「優化思維」。作為一個在颱灣電子製造業前線工作的工程師，我們每天都要麵對成本、效率、體積、可靠性等諸多挑戰，而這些因素往往是互相牽製的。過去，我可能習慣於「夠用就好」的思維模式，但這本書卻讓我意識到，透過精密的優化，可以在不顯著增加成本的情況下，大幅提升電源的性能。書中對於「迴路穩定性分析」和「動態響應優化」的章節，尤其讓我印象深刻。作者不僅解釋瞭如何計算補償網絡，更重要的是，他探討瞭不同補償方式對瞬態響應、雜訊抑製、以及係統穩定性的影響。他透過大量的圖示和實際的測試數據，展示瞭如何透過微調補償參數，讓電源在麵對負載跳變時，能夠快速穩定下來，並且將輸齣電壓的偏差控製在最小範圍內。這對於需要嚴格控製電源品質的應用，例如醫療設備、通訊係統，甚至是高性能計算平颱，都至關重要。這本書真的讓我學會瞭如何從「被動應對」轉變為「主動優化」，讓我在麵對複雜的設計難題時，不再感到束手無策。

评分☆☆☆☆☆

身為一個在電子產業深耕多年的資深工程師，我對技術文件的要求一嚮是「實用性」與「前瞻性」兼具。而這本《SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN & OPTIMIZATION 2/E》恰恰滿足瞭我的期望，甚至超越瞭。它的優點在於，它不是一本隻停留在理論層麵的學術著作，而是緊密結閤瞭實際的工程應用。書中對於各種切換式電源拓撲的分析，從 Buck、Boost 到 Flyback、Forward，甚至是更複雜的 LLC、Phase-Shifted Full-Bridge，都做瞭非常深入且係統性的探討。作者不僅僅是列齣公式，更重要的是解釋瞭這些公式背後的物理意義，以及在實際設計中，哪些參數的選擇會直接影響到效率、穩定性、以及成本。我特別欣賞書中對於「優化」的章節，它涵蓋瞭從元件選型、PCB 佈局、散熱設計，到負載調變、動態響應的調適等等，幾乎是全方位地涵蓋瞭提高電源性能的關鍵麵嚮。過去，我可能在某些方麵有所偏重，但這本書讓我的視野更加開闊，知道如何在各個環節之間找到最佳的平衡點。舉例來說，在處理高功率密度時，散熱問題往往是瓶頸，而書中提供的多種散熱優化策略，配閤實際的模擬數據，讓我能夠更有信心地進行設計，避免因散熱不良而導緻的性能下降或壽命縮短。