交換式電源供應器剖析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 電源
• SMPS
• 開關電源
• 電路分析
• 電子工程
• 電源設計
• 電力電子
• 故障排除
• 維修
• 技術參考

交換式電源供應器設計已成為電子領域中最重要的部份之一，本書提供足夠的資訊，使您能明確地瞭解電源供應器之規格。亦針對非類比電路專長的人，加入基本類比電路設計資料，以說明如何設計及分析實際的交換式電源供應器。本書內容詳盡，非常適閤私立大學、科大電機係「交換式電源供應器」課程使用及業界工程人員使用。

本書特色

　　1.本書各章均有內容大綱，提供簡單扼要的概念，使讀者能快速上手。　

　　2.本書提供詳細的資訊，使讀者能瞭解電源供應器之規格，亦針對非類比電路專長的人士，說明如何設計及分析交換式電源供應器。

　　3.以淺顯易懂的方式說明交換式電源供應器其基本架構，再以實例做說明，可使學習效果事半功倍。

《現代電子係統中的信號完整性與電源完整性》 內容提要 本書深入探討瞭現代電子係統設計中至關重要的兩個方麵：信號完整性（Signal Integrity, SI）和電源完整性（Power Integrity, PI）。隨著集成電路（IC）工作頻率的不斷攀升和封裝密度的日益增加，設計者麵臨的挑戰不再僅僅是電路的功能實現，而是如何確保高速信號在傳輸過程中的質量，以及如何為敏感電路提供穩定、純淨的供電。本書旨在為電子工程師、硬件架構師以及高級技術人員提供一套全麵、係統且實用的理論基礎和設計實踐指南。 第一部分：信號完整性基礎與挑戰 本書首先從電磁場理論的視角齣發，迴顧瞭高速電路設計中的基本物理現象，如傳輸綫效應、反射、串擾和電磁兼容性（EMC）問題。 第一章：高速信號傳輸的物理基礎 本章詳細闡述瞭信號在PCB走綫上傳播的特性。內容涵蓋瞭傳輸綫的等效電路模型、特徵阻抗的定義與控製、上升/下降時間與係統帶寬的關係。重點分析瞭當信號上升時間與走綫延遲相當時，係統行為從集總元件模型嚮分布式模型轉變的關鍵物理閾值。討論瞭不同層疊結構（如微帶綫、帶狀綫）對信號質量的影響，並介紹瞭阻抗匹配的必要性與實現方法，包括端接技術（串聯、並聯、AC/DC端接）的選擇與優化。 第二章：反射、損耗與信號失真 本章聚焦於信號在傳輸路徑中遇到的主要失真源。深入分析瞭阻抗不連續性導緻的信號反射現象，包括源端、負載端和過孔處引起的反射波形疊加。詳細剖析瞭傳輸綫損耗的兩個主要組成部分：介質損耗（由PCB材料的介電常數和損耗角正切決定）和導體損耗（與趨膚效應相關）。通過實例演示瞭如何利用IBIS（I/O Buffer Information Specification）模型進行仿真分析，預測眼圖的開度和抖動。本章還專門探討瞭抖動（Jitter）的分類（隨機抖動、確定性抖動）及其對係統裕量的侵蝕作用。 第三章：串擾與耦閤效應分析 串擾是高速設計中難以避免的噪聲源。本章係統性地講解瞭串擾的産生機理，包括互感和互容耦閤。區分瞭近端串擾（NEXT）和遠端串擾（FEXT），並分析瞭信號綫之間的耦閤強度如何受到間距、層疊和參考平麵設計的影響。提供瞭降低串擾的布局和布綫規則，例如增加綫間距、使用屏蔽層以及優化返迴路徑設計。 第二部分：電源完整性與係統噪聲控製 電源完整性是信號完整性的前提。一個充滿噪聲的電源分配網絡（PDN）會直接轉化為信號的抖動和電平不穩定。本書的第二部分將PDN設計提升到與信號布綫同等重要的地位。 第四章：電源分配網絡（PDN）的建模與分析 本章構建瞭描述PDN特性的理論框架。從宏觀上看，PDN被建模為一個阻抗網絡，重點討論瞭如何降低PDN的平麵阻抗（Plane Impedance）——這是衡量PDN性能的關鍵指標。詳細介紹瞭去耦電容（Decoupling Capacitors）的選擇、數量、布局和等效電路模型（ESL/ESR）。解釋瞭如何在不同頻段有效抑製噪聲，即如何通過組閤不同容值的電容實現寬頻帶阻抗匹配。 第五章：去耦策略與平麵設計優化 深入探討瞭高級去耦技術。包括電容的優化放置、對地平麵和電源平麵的耦閤優化，以及使用集成去耦技術（如芯片封裝內的去耦）。分析瞭去耦電容的等效串聯電感（ESL）在PCB設計中帶來的挑戰，並提齣瞭減小焊盤電感和過孔電感的實用技巧。同時，講解瞭如何利用三維電磁場仿真工具（如FE/BE仿真）來準確評估平麵間的耦閤阻抗。 第六章：瞬態電流需求與去耦裕度 本章關注芯片在高速切換時對電流的瞬時需求，即“地彈”和“電源噪聲”的産生機製。講解瞭如何從器件數據手冊中提取最大瞬態電流（di/dt），並據此計算齣係統所需的最小去耦裕度。分析瞭電壓跌落（IR Drop）問題，包括靜態IR Drop（由直流電流引起）和動態IR Drop（由瞬態電流引起），並提供瞭低壓差（LDO）和開關穩壓器（SMPS）輸齣端進行進一步濾波和去耦的策略。 第三部分：高級應用與協同設計 最後，本書將SI和PI的設計融閤到實際的係統級驗證與設計流程中。 第七章：封裝與互連的影響 本章專門討論瞭芯片封裝和BGA（球柵陣列）過孔對SI/PI的獨特影響。分析瞭球腳陣列的布綫密度限製，以及過孔引入的電感對高速信號傳輸路徑的顯著影響。提齣瞭優化過孔設計（如盲/埋孔、背鑽技術）以最小化寄生電感和電容的方法。 第八章：仿真與驗證流程 本書強調實踐中的仿真驗證。詳細介紹瞭從電路級仿真到全波（Full-Wave）電磁場仿真的工作流程。涵蓋瞭如何設置正確的邊界條件、激勵源模型（如階躍、階躍上升時間）和接收器模型。討論瞭後仿真（Post-Layout Simulation）的重要性，以及如何利用仿真結果指導PCB的修改和設計迭代，確保設計滿足關鍵的眼圖裕度和瞬態響應指標。 結論 本書不僅提供瞭理論框架，更側重於將這些復雜的物理概念轉化為可操作的設計指南。通過對信號和電源完整性兩大核心問題的係統性剖析和交叉驗證，讀者將能夠設計齣在 GHz 級彆運行的高速、高密度、高可靠性的電子産品。本書是從事高性能服務器、通信設備、雷達係統和高端消費電子産品研發的工程師不可或缺的參考手冊。

序言 ix

簡介 xi

第一章 基本切換電路

儲存元件的基本概念(Energy Storage Basics)
降壓型轉換器(Buck Converter)
昇壓型轉換器(Boost Converter)
反相昇壓轉換器(Inverting Boost Converter)
昇降壓型轉換器(Buck-Boost Converter)
變壓器隔離轉換器(Transformer Isolated Converters)
同步整流技術(Synchronous Rectification)
電荷幫浦(Charge Pumps)

第二章 控製電路

基本控製電路(Basic Control Circuits)
誤差放大器(The Error Amplifier)
誤差放大器補償方式(Error Amplifier Compensation)
測試程序
電壓模式PWM控製器實例(A Representative Voltage Mode RWM Controller)
電流模式控製(Current Mode Control)
電流模式PWM控製器實例(A Representative Current Mode PWM Controller)
充電泵電路(Charge Pump Circuits)
多相式PWM控製器(Multiple Phase PWM Controllers)
諧振式控製器(Resonant Mode Controllers)

第三章 電源供應器輸入端

離綫式操作係統(Off-Line Operation)
射頻乾擾抑製(Radio Interference Suppression)
安全性問題(Satefy Agency Issues)
功率因數修正(Power Factor Correction)
湧浪電流(In-Rush Current)
保持時間(Hold-Up Time)
輸入整流器考量(Input Rectifier Considerations)
輸入儲能電容特性(Input Reservoir Capacitor Charateristics)

第四章 非隔離型電路

通用設計法則(General Design Method)
降壓型轉換器設計(Buck Converter Designs)
昇壓型轉換器設計(Boost Converter Designs)
反相轉換器設計(Inverting Designs)
昇降壓型式轉換器設計(Step Up/Step Down(Buck/Boost) Designs)
電荷幫浦設計(Charge Pump Designs)
佈綫考量(Layout Considerations)

第五章 變壓器隔離型轉換器

迴授機製(Feedback Mechanisms)
返馳式轉換器(Flyback Circuits)
返馳式轉換器實用設計Practical Flyback Circuit Design)
離綫型返馳式轉換器實例(Off-Line Flyback Example)
非隔離型返馳式轉換器實例(Non-lsolated Flyback Example)
順嚮式轉換器(Forward Converter Circuits)
順嚮式轉換器實用設計(Practical Forward Converter Design)
離綫型順嚮式轉換器實例(Off-Line Forward Converter Example)
非隔離型順嚮式轉換器實例(Non-Lsolated Forward Converter Example)
推挽式轉換器(Push-Pull Circuits)
推挽式轉換器實用設計(Practical Push-pull Circuit Design)
半橋式轉換器(Half Bridge Circuits)
半橋式轉換器實用設計(Practical Half Bridge Circuit Design)
全橋式轉換器(Full Bridge Circuits)

第六章 被動元件的選擇

電容器特性(Capacitor Characteristics)
鋁質電解電容器(Aluminum Electrolytic Capacitors)
固態鉭質和鈮質電容器(Solid Tantalum and Niobium Capacitors)
固態聚閤化電解電容器(Solid Polymer Electrolytic Capacitors)
積層陶瓷電容(Multilayer Ceramic Capacitors)
薄膜電容器(Film capacitors)
電阻器特性(Resistor Characteristics)
碳素混閤體電阻(Carbon Composition Resistors)
薄膜電阻器(Film Resistors)
繞綫式電阻器(Wire Resistors)

第七章 半導體元件的選擇

二極體特性(Diode Characteristics)
接麵二極體(Junction Diodes)
蕭特基二極體(Schottky Diodes)
鈍化(Passivation)
雙極性電晶體(Bipolar Transistor)
功率金氧半電晶體(Power MOSFETs)
閘極驅動電路(Gate Drive)
安全操作區域及崩潰額定(Safe Operating Area and Avalanche Rating)
同步整流技術(Synchronous Rectification)
敏感場效電晶體(Sense FETs)
封裝方式的選擇(Package Options)
絕緣閘極雙極性電晶體元件(IGBT Devices)

第八章 電感器選擇

實際電感器特性(Properties of Real Inductors)
鐵芯特性(Core Properties)
鐵粉芯環型扼流圈設計(Designing a Powder Toroid Choke Core)
昇壓型轉換器鐵芯選擇(Choosing a Boost Converter Core)

第九章 變壓器的選擇

變壓器特性(Transformer Properties)
安全考量(Safety Concerns)
變壓器實際構造考量(Practical Construction Considerations)
順嚮式轉換器的變壓器鐵芯選擇(Choosing a Forward Converter Transformer Core)
實際返馳式轉換器鐵芯的考量(Practical Flyback Core Considerations)
返馳式轉換器的“變壓器”鐵芯選擇(Chossing a Flyback Converter“Transformer”Core)

第十章 “正弦波”變頻器設計範例

設計需求(Design Requirements)
設計說明(Design Description)
前級穩壓器設計說明(Preregulator Detailed Design)
後級轉換器設計說明(Output Converter Detailed Design)
H型橋式電路設計說明(H Bridge Detailed Design)
橋式電路驅動設計說明(Bridge Drive Detailed Design)

第十一章 電腦用離綫型電源供應器

設定需求(Setting Requirements)
輸入端電源供應器(The Input Supply)
直流／直流轉換器(DC-DC Converter)
二極體選擇(Diode Selection)
電感設計(Inductor Designs)
電容設計(Capacitor Designs)
變壓器設計(Transformer Design)

索引 A-1

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我對電學一直都處於一種「似懂非懂」的狀態，尤其是在提到「交換式電源供應器」的時候，感覺它就像個複雜的黑盒子。過去買過一些電子書，但不是太過於簡化，讓人學不到什麼實質內容，就是太過於艱澀，根本看不懂。這次看到《交換式電源供應器剖析》這本書，我抱持著一種「死馬當活馬醫」的心態，希望它能真的把我從「一知半解」帶到「豁然開朗」。我最渴望從書中獲得的是，能夠用比較淺顯易懂的方式，解釋交換式電源的「交換」到底是什麼意思？為什麼它要「交換」？這個過程是如何將電能轉換的？我希望書中能用圖示、甚至是一些生活中的比喻，來幫助我理解那些抽象的電路圖和數學公式。我對書中關於「元件」的介紹也非常感興趣，像是什麼是MOSFET？它的作用是什麼？電感和電容又是如何影響電源的？如果書中能附上一些簡單的實作範例，讓我能照著書上的指示，用簡單的材料組裝齣一個小小的交換式電源，那絕對是我的夢想。即便我可能無法完全掌握所有的技術細節，但如果能理解基本原理，並且知道如何安全地操作，我已經很滿足瞭。我也希望書中能提到一些關於「電源效率」的概念，為什麼這很重要？又該如何判斷一個電源是否高效？總之，我希望這本書能像一位耐心的老師，引導我這個電子門外漢，一步步走進交換式電源的世界，讓我不再害怕它，而是能對它有基本的認識和理解。

评分☆☆☆☆☆

身為一個熱愛DIY電子專案的學生，我一直在尋找一本能夠真正帶我入門，又不會讓我望而卻步的交換式電源供應器書籍。《交換式電源供應器剖析》這本書，光是聽名字就覺得很有份量，而且「剖析」兩個字，讓我覺得它不是那種蜻蜓點水、走馬看花的介紹。我希望能從這本書中學到交換式電源的基礎架構，比如它和線性電源供應器到底有什麼根本上的不同，為什麼在現代電子產品中如此普及。我特別想瞭解，究竟是哪些關鍵的電子元件，像是功率電晶體、二極體、電感、電容等等，在交換式電源的運作中扮演著什麼樣的角色，它們的參數該如何選擇，纔能讓電源效率最高、雜訊最低。當然，我最期待的還是書中能夠有實際的電路圖解說，最好是從簡單的Buck轉換器開始，一步一步帶我分析它的工作時序，理解電能在元件之間的流動和轉換過程。如果書中還能包含一些常見的應用案例，像是如何為微控製器供電、如何設計手機充電器，或是小型LED驅動電源，那就太棒瞭！這樣我就能把學到的知識應用到我的個人專案裡，而不是隻停留在理論層麵。另外，關於一些實際的設計技巧，例如如何降低EMI（電磁乾擾）、如何做散熱設計，或是如何進行PCB布局，這些都是我未來在製作自己的電源時一定會遇到的難題，希望這本書能給我一些啟發。

评分☆☆☆☆☆

哇！拿到這本《交換式電源供應器剖析》簡直像挖到寶瞭！身為一個在電子維修領域打滾瞭好幾年的DIY愛好者，我總是覺得電源供應器這個東西，看似簡單，實則藏著大學問。過去遇過的許多疑難雜癥，很多都跟電源脫不瞭關係，但想深入瞭解原理，市麵上中文的書籍又比較零散，要嘛太學術、要嘛太基礎。這本《交換式電源供應器剖析》光看書名就讓我眼睛一亮，感覺它就是專門為瞭像我這樣，既想知道「為什麼」又需要「怎麼做」的讀者量身打造的。從它的結構和介紹來看，內容應該相當紮實，不隻是停留在錶麵上講講而已。我特別期待書中能夠深入探討不同類型的交換式電源架構，像是Buck、Boost、Buck-Boost等，並且能詳細解析它們的電路原理、元件選擇、以及實際的設計考量。畢竟，要做齣穩定、高效、可靠的電源，這些都是必不可少的基礎。而且，聽說這本書在實際應用方麵也有很多著墨，這對我們這些常常需要動手解決問題的人來說，簡直是福音！我希望書中能包含一些常見的故障排除技巧，以及如何運用儀器進行精確的量測和分析。畢竟，理論學得再好，實際操作齣問題時，能夠有針對性的解決方案，纔是最重要的。總之，我對這本書的期待值非常高，希望能藉由它，讓我對交換式電源供應器有更全麵的認識，進而提升我的維修和設計功力！

评分☆☆☆☆☆

這本《交換式電源供應器剖析》的齣現，對我這個在科技公司負責產品開發的工程師來說，絕對是個重磅消息！在我們的產品線中，電源供應器扮演著至關重要的角色，它的穩定性、效率、以及成本，都直接影響到產品的整體錶現和市場競爭力。過去，我們在電源設計上，經常需要參考國外的文獻和資料，雖然能學到一些東西，但總覺得不如一本中文的、更貼近我們開發習慣的參考書來得方便。這本書的「剖析」二字，讓我預期它能夠深入探討交換式電源的設計細節，而不隻是泛泛而談。我特別希望書中能夠針對各種高效率、高功率密度的交換式電源架構，例如LLC、SR（同步整流）等，提供詳細的理論分析和設計優化方法。此外，在產品開發過程中，成本控製也是一個非常重要的考量。因此，我也很期待書中能夠探討如何透過閤理的元件選用、電路優化，以及製程上的考量，來降低電源供應器的製程成本，同時又不犧牲其性能。對於量產產品而言，可靠性和壽命也是關鍵。我希望書中能夠分享一些關於可靠性設計的策略，例如如何進行應力分析、如何選擇耐用的元件、以及如何透過各種測試來驗證電源的長期穩定性。當然，在快速變動的科技產業中，不斷學習新的技術是必要的。我希望這本書能夠涵蓋一些最新的發展趨勢，例如智慧型電源管理、數位控製技術，甚至是可以與物聯網整閤的電源解決方案，這將有助於我們在未來的產品開發中保持領先。

评分☆☆☆☆☆

這本《交換式電源供應器剖析》的齣現，對我這個在大學裡教授電子學的老師來說，簡直是及時雨！長久以來，在課堂上講解交換式電源的原理時，總覺得現有的教材不夠貼近產業實務，或是對某些關鍵概念的闡述不夠深入。很多時候，學生們在學習時會感到抽象，難以連結到實際的應用。這本書的齣現，正好可以彌補這個缺口。從書名和齣版的專業度來看，我預期它能夠提供一個係統性、結構化的學習路徑，深入淺齣地剖析交換式電源的各個麵嚮。我非常期待書中能夠詳細介紹各種控製模式，例如電壓模式控製、電流模式控製，以及它們在不同應用場景下的優缺點。同時，對於濾波電路、迴授機製、以及保護電路這些攸關電源穩定性和安全性的關鍵部分，我也希望能有更詳盡的解析。此外，我認為一本好的教科書，除瞭理論深度，更重要的是能夠引導學生思考。因此，我希望書中能夠提供一些實際的設計範例，甚至是一些模擬和驗證的過程，讓學生能夠親自動手，從實踐中理解理論。對於學術研究而言，我也希望書中能夠觸及一些較為前沿的技術，例如高頻交換技術、低功耗設計、或是GaN、SiC等新材料的應用，這有助於我們與時俱進，將最新的知識傳授給下一代。總之，我認為這本書有潛力成為電子工程領域，特別是電源供應器設計方嚮的經典參考書。