交换式电源供给器之理论与实务设计(第三版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书是作者针对国人需要所编写而成的，内容详细介绍交换式电源供给器基本理论、和控制理论以及回授补偿方法以使转换器系统达到稳定。言简意赅、易学易懂，非常适合实际从事交换式电源供给器之工程人员及大专院校学生阅读。

本书特色

　　1.本书是作者针对国人需要所编写而成的，内容详细介绍交换式电源供给器基本理论、和控制理论以及回授补偿方法以使转换器系统达到稳定。

　　2.本书是先以理论为先导，将SPS之基本理论予以彻底分析。

　　3.本书适用于大学、科大电机科系「交换式电源供应系统」课程或业界相关人士及有兴趣之读者使用。
 

深入探索现代电力电子前沿：高频开关电源与先进控制技术 本书聚焦于当代电力电子技术的核心——高频开关电源（Switched-Mode Power Supplies, SMPS）的设计、分析与优化，旨在为工程师、研究人员及高级学生提供一套系统化、深入且极具实操性的知识体系。 本书避开了基础的线性稳压器原理，直接切入当代电子设备能效与小型化挑战下的关键技术领域。 --- 第一部分：开关电源系统的基础架构与拓扑演化 本部分系统梳理了现代电源设计所依赖的理论基础，并详细剖析了主流开关拓扑的内在机制与适用场景。 1.1 开关电源的能效瓶颈与设计哲学 内容涵盖了从传统工频变压器到高频开关电源的演进历程，重点分析了在数字系统对电源质量（纹波、瞬态响应）和效率提出更高要求背景下，开关电源设计范式的转变。我们将深入探讨热管理、EMI/EMC的早期规划在系统层面的重要性，以及如何利用半导体开关特性（如MOSFET、GaN器件）来实现更高的开关频率与更小的体积。 1.2 核心DC-DC开关拓扑的深度剖析 本书将详细讲解并对比分析以下关键的非隔离式和隔离式拓扑结构： 非隔离式拓扑： 升/降/升降压（Buck, Boost, Buck-Boost）的精确建模、占空比控制下的传递函数推导，以及在不同工作模式（连续导通模式 CCM 与不连续导通模式 DCM）下的动态特性差异。特别关注四开关 Buck-Boost 拓扑在高输入电压范围下的应用优势。 隔离式拓扑： 隔离式设计的必要性（安全与多路输出），重点聚焦于正激（Forward）、反激（Flyback）、推挽（Push-Pull）、半桥与全桥拓扑的结构特点、磁性元件设计约束（变压器漏感处理、磁芯选择）以及在不同功率等级下的适用性评估。对于隔离边界条件下（如LLC谐振）的效率提升机制进行深入探讨。 1.3 磁性元件的精确设计与优化 开关电源的体积与效率往往受限于磁性元件。本章将超越简单的匝数计算，深入探讨： 磁芯材料科学： 铁氧体、坡莫合金等材料在高频损耗特性（居里温度、损耗密度）下的选择标准。 变压器与电感的集成化设计： 探讨如何在多层绕组设计中最小化集肤效应和邻近效应，平衡绕组损耗与漏感控制。详细介绍如何使用有限元分析（FEA）工具辅助优化磁性元件的几何结构。 --- 第二部分：先进的控制策略与动态性能分析 本部分是本书的核心，重点阐述如何精确控制开关器件的动作，以达到快速、稳定、高精度的输出要求。 2.1 脉冲宽度调制（PWM）的实现与调制技术 详细阐述了电流模控制（Current-Mode Control, CMC）与电压模控制（Voltage-Mode Control, VMC）的基本原理、优势与局限性。重点分析电流模控制中的斜波补偿（Slope Compensation）原理，如何避免在宽占空比下的次同步振荡（Subharmonic Oscillation），并对比峰值电流控制、平均电流控制和迟滞电流控制的动态响应特性。 2.2 环路补偿技术与系统稳定性 这是确保电源稳定运行的关键。本章将从控制理论角度出发，构建开关电源的小信号模型（Small-Signal Modeling），推导出其在CCM和DCM工作区下的精确传递函数。 频率响应分析： 使用波特图（Bode Plot）来分析系统的相位裕度和增益裕度。 补偿器设计： 系统化介绍I、PI、PID型补偿器（误差放大器）的设计流程，包括Type II、Type III补偿器的具体组件值计算，以确保系统在目标交叉频率下实现最优的瞬态响应和稳态精度。 2.3 谐振转换器（Resonant Converters）的原理与应用 随着开关频率的提升，开关损耗成为主要瓶颈。本章深入探讨零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）技术，特别是： LLC谐振变换器： 详细分析其谐振网络（L-L-C）的阻抗特性，如何通过频率调制实现软开关，并在宽输入电压范围内维持高效率。讨论LLC环路的建模复杂性及其补偿策略。 准谐振（QR）技术： 在简化控制复杂度的前提下，如何通过控制开关时序实现部分软开关的优势。 --- 第三部分：集成化与未来趋势：功率半导体与系统集成 本部分关注现代电源设计中对集成度和功率密度的极致追求。 3.1 新型功率器件的驱动与特性 传统硅基器件的限制催生了宽禁带（WBG）半导体技术的兴起。本章详尽分析： 碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）器件： 探讨其在极低开关损耗、更高临界温度下的优势，以及在系统设计中需要特别关注的栅极驱动（Gate Driving）挑战，包括米勒平台效应、寄生振荡的抑制。 驱动电路设计： 讨论如何设计高性能、低延迟的驱动电路，以充分发挥这些器件的高速开关能力，尤其是在高频隔离应用中的隔离驱动方案。 3.2 数字电源控制（Digital Power Control） 模拟控制正逐步被数字控制取代。本章介绍如何利用高性能微控制器（如DSP或高性能MCU）实现复杂的控制算法： 数字化建模： 如何将连续时间的控制环路转化为离散时间模型（Z域分析）。 先进算法实现： 在数字域实现自适应控制、多环路耦合控制、以及利用快速傅里叶变换（FFT）进行实时在线阻抗测量与补偿。 3.3 电磁兼容性（EMC）与滤波器设计 高频开关工作必然产生大量的噪声。本部分聚焦于系统级的EMC设计： 噪声源识别与传播路径分析： 识别开关的上升/下降沿、开关节点电压过冲、以及磁性元件的耦合噪声。 滤波器设计： 共模与差模干扰的抑制方法。详细讲解输入/输出滤波器（LCL, LCLC）的设计准则，以及如何利用布局设计（PCB Layout）从源头上降低辐射发射（Radiated Emissions）。 总结： 本书旨在提供一个从理论推导到实际电路实现的完整蓝图，重点强调高频化、高密度化、高能效化背景下的工程决策过程，确保读者掌握构建下一代高性能开关电源系统的核心技术。

第一章 简介
1.1 概论

第二章 基本交换式电源转换器电路
2.1 概论
2.2 基本无隔离型高频直流转换器
2.3 降压型转换器之基本原理与操作
2.4 昇压型转换器之基本原理与操作
2.5 昇降两用型转换器之基本原理与操作

第三章 隔离型高频直流电源转换器电路
3.1 概论
3.2 顺向式转换器之基本工作原理
3.3 返驰式转换器之基本工作原理
3.4 半桥式转换器之基本工作原理
3.5 推挽式转换器之基本工作原理
3.6 全桥式转换器之基本工作原理

第四章 其它型式之直流电源转换器电路
4.1 概论
4.2 振铃扼流圈转换器之基本工作原理
4.3 ’CUK转换器之基本工作原理
4.4 非对称半桥电源转换器
4.5 主动箝位电源转换器
4.6 全桥相移式电源转换器
4.7 LLC半桥谐振式电源转换器

第五章 电源转换器之小信号模式化分析
5.1 概论
5.2 现代线性系统之状态空间分析介绍
5.3 转换器之状态空间平均模式与线性比

第六章 稳定性之分析与回授补偿控制器之设计
6.1 频率响应观念
6.2 转换器之回授原理与稳定度准确
6.3 转换器系统之稳定度分析
6.4 回授补偿网路之结构与设计

第七章 转换器频率响应量测技术之建立
7.1 概论
7.2 响率响应之量测装置
7.3 回路增益之频率响应量测技术
7.4 信号注入技术与注入点的决定
7.5 转换器其它转移函数之频率响应量测

第八章 实际系统稳定度之量测与回授补偿网路之设计
8.1 概论
8.2 转换器系统开回路增益的频率响应
8.3 回授补偿网路之设计步骤
8.4 稳定度实际量测结果与讨论

评分☆☆☆☆☆

這本《交換式電源供給器之理論與實務設計（第三版）》的內容，對我來說，就像是在浩瀚的知識海洋中，找到了一座寶藏島。我過去對電源設計的了解，大多停留在基礎概念，對於如何將理論知識轉化為實際產品，總覺得隔了一層紗。但是，這本書的出現，讓我看到了清晰的解決方案。 它循序賤搬型地介紹了交換式電源的各種基礎知識，從基本的元件特性到複雜的控制迴路，都講得非常到位。作者巧妙地運用了大量的圖表和實際範例，將原本抽象的理論變得具體可感。我特別欣賞書中對不同電源拓撲結構的比較分析，這讓我能夠更清晰地了解各種架構的優缺點，以及在不同應用場景下該如何選擇。 更重要的是，書中對於如何進行電源的性能評估和測試，也提供了非常實用的指導。從效率、穩壓精度、動態響應，到雜訊抑制和熱管理，每一個環節都講得非常詳細。這讓我明白，一個優質的電源設計，絕不只是滿足基本規格，還需要考慮到長期的穩定性和可靠性。這本書，絕對是所有想在電源設計領域有所作為的工程師，不可或缺的工具書。它不僅能幫助你打下堅實的理論基礎，更能讓你掌握將理論付諸實踐的關鍵技能。

评分☆☆☆☆☆

說真的，這本《交換式電源供給器之理論與實務設計（第三版）》的厚度，一開始還真的有點嚇到我。我心想，要把交換式電源設計講得這麼深入，肯定很硬！結果翻開來，發現它的文字風格和編排方式，比我想像中還要友善許多。作者在介紹複雜概念時，會用很多生動的比喻，而且每個章節都循序漸進，不會讓你一下子就感到無所適從。 我特別喜歡書中對於各種保護電路設計的闡述，像是過壓、過流、短路保護等。這些看似小細節，卻是確保電源穩定運作和使用者安全的關鍵。書中不僅解釋了這些保護電路的原理，還提供了不同應用情境下的設計建議，讓你能夠根據實際需求，選擇最適合的保護方案。此外，關於功率因數修正（PFC）的部分，也講解得非常透徹，這對於現代的電源設計來說，絕對是不可或缺的知識。整本書讀下來，感覺像是上了一堂紮實的進階課程，不只是學到了「怎麼做」，更理解了「為什麼要這麼做」，對於提升設計品質和解決實際問題，都有了全新的體悟。

评分☆☆☆☆☆

這本《交換式電源供給器之理論與實務設計（第三版）》的內容，真的是對我這個在電子行業摸爬滾打多年的老鳥來說，也受益匪淺。我之前主要是在類比電路方面比較熟悉，對於交換式電源這塊，一直有種想深入了解卻又覺得無從下手的感觉。但這本書，就像一盞明燈，把我帶進了交換式電源設計的殿堂。 它最大的特色，我覺得是在於「全面性」和「實用性」的完美平衡。從理論基礎的講解，到各種進階的設計技巧，再到實際產品的開發流程，幾乎涵蓋了所有我關心的面向。書中對於各種半導體元件的選擇與應用，以及如何優化變壓器和電感的設計，都給出了非常詳細的指導。尤其是一些關於高頻開關損耗的分析，以及如何透過佈局優化來降低 EMI 問題，這些都是我在實際工作中經常會遇到的難題，而書中提供的解決方案，真的讓我茅塞頓開。 而且，它還針對了第三版，加入了許多最新的技術和發展趨勢，像是數位電源控制、GaN/SiC元件的應用等，這讓整本書的內容都保持著前瞻性。讀完之後，我對如何設計出更小、更高效、更可靠的交換式電源，有了更清晰的藍圖，也更有信心去應對未來市場上不斷變化的技術需求。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始對這本《交換式電源供給器之理論與實務設計（第三版）》並沒有抱持太高的期待，畢竟市面上關於電源的書籍真的不少，很多都寫得比較理論化，要不就是太過簡化。但這本書，真的讓我跌破眼鏡！它不僅在理論上講解得深入淺出，更重要的是，它對於「實務」的掌握，簡直是無可挑剔。 書中對於各種模擬工具的使用，以及如何透過這些工具來驗證設計，都有非常具體的說明。而且，作者在探討每一個設計環節時，都會深入分析其背後的物理原理，這讓我能夠更深刻地理解為什麼要這樣設計，而不是死記硬背。像是關於磁性元件的設計，書中不僅給出了公式，還詳細探討了鐵芯材料的選擇、繞組的結構，以及如何計算和優化磁芯的損耗，這對於真正想要做出高性能電源的人來說，絕對是無價的。 最讓我印象深刻的是，書中還額外探討了一些關於可靠性設計和測試的內容，這在很多其他同類型的書籍中是比較少見的。它提醒我們，不僅要設計出功能齊全的電源，更要確保它在各種嚴苛的環境下都能穩定運行。這本書，真的不只是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，引導你走上專業的電源設計之路。

评分☆☆☆☆☆

哇！這本《交換式電源供給器之理論與實務設計（第三版）》真是讓我大開眼界！從以前接觸電源供應器，總覺得它就像個神秘黑盒子，要設計出穩定又有效率的交換式電源，簡直是門藝術。但這本書，徹底顛覆了我的想法。它把那些複雜到令人卻步的理論，像拆解樂高一樣，一塊一塊地呈現在我面前。從最基礎的電感、電容特性，到PWM控制原理，再到各種拓撲結構（像是Buck、Boost、Flyback等等）的詳細分析，甚至連EMI/EMC的抑制技巧都講得清清楚楚。 最讓我驚喜的是，它不只是紙上談兵，而是真正地將理論與實務緊密結合。書中大量引用了實際的設計案例，並且提供了豐富的實測數據和分析圖表，彷彿作者就是坐在我旁邊，一步步手把手教我如何將理論化為可行的電路。光是看著那些精密的波形圖和效率曲線，就足以讓人學到許多在學校課本裡學不到的寶貴經驗。而且，對於一些常見的設計難點，例如寄生參數的影響、散熱問題的處理，作者都提出了非常有見地的解決方案。這讓我感覺，即便我不是電源設計領域的專家，也能透過這本書，建立起扎實的設計思維，並且更有信心去面對實際的設計挑戰。