通信高频开关电源 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:黄小军

出品人:

页数:214 页

译者:

出版时间:2004年4月1日

价格:30.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111139454

丛书系列:

图书标签:

• 高频开关电源
• 通信电源
• 电源设计
• 电力电子
• 开关电源
• 电路分析
• 通信工程
• 电源技术
• 电子工程
• SMPS

好的，以下是一份关于《通信高频开关电源》的图书简介，内容力求详实、专业，且避免AI痕迹： --- 《高可靠性电力电子系统设计与实现：面向下一代信息基础设施的电源技术前沿》 —— 深入解析高性能、高密度、高可靠性电源解决方案的理论基石与工程实践 丛书导言： 在信息技术高速迭代的浪潮中，支撑全球通信网络、数据中心、工业控制乃至新能源领域的核心电力电子技术正面临前所未有的挑战。传统的线性电源和低频开关电源已难以满足现代应用对于高效率、高功率密度、快速动态响应、极佳电磁兼容性（EMC）的苛刻要求。 本丛书，《高可靠性电力电子系统设计与实现》，聚焦于当前电力电子领域的最前沿技术和工程瓶颈，旨在为读者提供一套系统、深入、且高度实用的理论框架与设计方法论。我们摒弃浮于表面的概念介绍，转而深入剖析核心拓扑的建模、关键器件的选择、先进控制策略的实现以及系统级的集成与可靠性保障。本书是面向电力电子工程师、通信与数据中心设备设计师、电力系统研究人员以及高年级本科生和研究生的权威参考手册。 本卷重点：《高可靠性电力电子系统设计与实现：面向下一代信息基础设施的电源技术前沿》 本册内容聚焦于构建下一代信息基础设施（如5G基站、边缘计算节点、云数据中心）所需的高集成度、高稳定性的电力转换模块。我们不讨论特定的行业标准（如通信行业特定频率的电源设计），而是从通用电力电子学的基本原理出发，构建面向高可靠性与高功率密度设计的普适性技术体系。 全书结构清晰，从理论基础到工程应用层层递进，确保读者不仅知其“然”，更明其“所以然”。 第一部分：先进开关电源拓扑与器件选型（理论基石与物理限制） 本部分致力于为读者奠定坚实的理论基础，特别是围绕高频化带来的物理挑战与机遇。 1.1 宽禁带半导体器件的性能解析与应用边界： 深入探讨SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）器件的物理特性，包括其导通电阻、开关损耗、临界雪崩电压及热阻特性。重点分析在高频（>500 kHz）工作条件下，如何准确建立器件的开关模型，并结合实际应用案例，评估其在热管理和可靠性寿命方面的表现。讨论在不同电压等级下，选择SiC MOSFET、GaN HEMT还是IGBT的决策流程与优化目标。 1.2 软开关技术的高级应用与拓扑演进： 详细剖析零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的机理。超越传统的LLC谐振变换器，重点研究多谐振腔拓扑（如LCC、LCL-S）在实现超宽输入电压范围下的恒频、软开关运行的理论建模与参数设计。分析混合模式电源（Hybrid Converters）的架构，如何结合硬开关的效率优势和软开关的低噪声特性，实现系统级的性能提升。 1.3 磁性元件的集成化与高频损耗分析： 高频化对磁性元件提出了极高的要求。本章深入探讨平面磁技术、3D集成磁芯的制造工艺。详细建立基于集肤效应、邻近效应和磁芯损耗模型的复合损耗计算体系。阐述如何利用有限元分析（FEA）工具优化绕组结构和磁芯材料，以降低高频下的磁损耗，并确保磁芯在不同工作温度和电流波形下的饱和特性稳定。 第二部分：高精度与快速动态响应控制策略（系统性能的核心） 现代电源系统需要对负载瞬变或输入电压扰动作出毫秒级乃至微秒级的响应，本部分专注于先进控制理论在电源系统中的应用。 2.1 数字控制器的建模与实现： 从状态空间平均法出发，精确建立开关电源的非线性模型，并在线性化后推导数字PID、内环电流/外环电压的控制结构。重点讨论采样延迟、量化误差对系统稳定性和瞬态性能的影响，并介绍如何利用多速率采样、前馈补偿等技术优化数字控制器的表现。 2.2 无模型与预测控制技术： 系统性介绍滞环控制、平均电流模式控制（ACM）的稳定性和带宽限制。深入讲解基于模型的预测控制（MPC）在开关电源中的应用，包括如何通过预测下一个开关周期的最优状态来实现对输出电压和电流的精确跟踪，尤其适用于需要极快动态响应的场合。讨论MPC在减轻磁性元件电流纹波方面的潜力。 2.3 环路补偿的鲁棒性设计与裕度分析： 超越传统的波特图分析，引入增益裕度、相角裕度与最大负载阶跃的直接关系。讲解内环电流模式控制下的虚拟电感概念，以及如何通过优化补偿器参数，实现在不同工作点（如轻载、重载、输入电压极值）下系统的闭环带宽一致性与相位裕度。 第三部分：高密度集成与系统级可靠性保障（工程实践的难点） 实现高功率密度不仅仅是缩小元件体积，更关键的是对热流、电磁干扰和长期可靠性的系统级管理。 3.1 先进热管理与多物理场耦合分析： 详细阐述热传导、热对流与热辐射在电源模块中的耦合作用。介绍热阻路径的识别与优化，包括功率器件与散热器之间的界面材料（TIM）选择。重点讲解如何利用CFD（计算流体力学）仿真工具，对PCB布局、散热片结构进行迭代设计，确保关键结温始终处于安全工作区。 3.2 电磁兼容性（EMC）的源头抑制设计： 从电磁干扰的产生机理（电流环路面积、dv/dt）入手，阐述高频开关噪声的传播路径。系统介绍关键布局技巧（如开关节点面积最小化、敷铜策略）、共模（CM）与差模（DM）噪声的抑制技术，包括低阻抗去耦、高频滤波器的精确设计，以及如何将屏蔽层有效集成到PCB和封装中，以满足严格的EMC标准要求。 3.3 系统冗余、健康监测与预测性维护： 探讨构建高可用性电源系统的架构，如N+1冗余并联技术。介绍分布式电源架构中的均流控制技术（如总线电流共享、总线电压控制）。深入分析基于功率半导体器件的老化模型（如栅氧可靠性、空穴捕获）与工作寿命预测方法，利用嵌入式传感器和算法实现电源模块的健康状态监测（PHM），提前预警潜在故障点。 结语： 本书汇集了当前电力电子领域最具前瞻性的研究成果与大量工程实践经验。它旨在培养读者从第一性原理出发，系统化解决高功率密度、高效率、高可靠性电源难题的能力，是推动下一代信息技术稳定可靠运行的坚实技术支撑。 ---

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哇，这本书的封面设计真是抓人眼球，那种带着未来感的电路图和充满力量感的色调，一下子就把人带入了一个充满技术魅力的世界。我原本是抱着试试看的心态翻开的，毕竟电源技术这个领域听起来就挺枯燥的，但一接触到里面的内容，立刻就被那种深入浅出的讲解方式吸引住了。作者似乎非常懂得如何将复杂的理论知识，通过生动形象的例子和清晰的逻辑结构展现出来。比如，在讲解电磁兼容性（EMC）的章节时，他并没有简单地堆砌公式和标准，而是通过一个虚拟的“电源净化之旅”场景，让读者亲身体验噪声是如何产生的，又如何被巧妙地抑制。这不仅仅是知识的传授，更像是一次沉浸式的学习体验。这本书的排版也很讲究，图文并茂，关键概念的突出和总结到位，读起来一点都不费劲，即使是初学者，也能很快抓住重点，建立起对高频开关电源工作原理的宏观认知。这种对读者体验的细致考量，让阅读过程变得高效而愉悦。

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这本书的语言风格非常“老派”和“沉稳”，有一种老教授手把手带入门的感觉，但绝不是那种故步自封的陈旧。它在介绍完传统经典电路（如LLC、APFC）后，非常自然地过渡到了当前最新的前沿技术，比如宽禁带半导体（SiC/GaN）在超高频开关中的应用优势与挑战。作者在对比SiC MOSFET与传统硅基器件的开关特性时，非常客观地分析了各自的成本敏感度和驱动难度，没有盲目推崇新技术，而是基于实际的工程权衡来给出建议。这种审慎的、以“解决实际问题为导向”的论述风格，让人倍感信服。读完后，我感觉自己不仅补齐了基础知识的短板，更重要的是，建立了一个看待未来电源技术发展趋势的清晰框架，不再人云亦云，能够更加理性地评估新技术落地的可行性。

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说实话，我是一个对“快速上手”要求很高的工程师，很多技术书籍长篇大论，等我找到真正有用的那部分信息时，时间成本已经很高了。但这本《通信高频开关电源》，在实用性上做到了极致的平衡。它没有牺牲理论的严谨性，却在关键的“调试与故障排除”章节下足了功夫。书中列举了数十种在实际工程中遇到的疑难杂症，比如“启动瞬间的振铃问题”、“带载突变时的过冲抑制”等等，并为每一种问题提供了清晰的诊断步骤和解决方案。我最欣赏的是，它不仅仅告诉你“怎么做”，还深入解释了“为什么会这样”。比如，在讨论环路补偿时，书中用三维坐标系直观地展示了相位裕度和增益裕度的相互制约关系，这种可视化工具极大地帮助我理解了在复杂多变的应用环境下，如何快速地设计出稳定且快速响应的控制环路。这绝对是一本可以放在工作台边，随时翻阅解决实际问题的工具书。

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我对本书在“可靠性设计”这一块的重视程度印象深刻，这通常是很多偏重性能指标的书籍会忽略的侧面。高频电源，尤其是在通信基站这类关键领域，对长期运行的可靠性要求极高。作者没有回避关于热管理和寿命预测的难题。书中关于功率器件的结温评估模型，考虑到了环境温度、气流速度以及PCB散热路径的综合影响，给出了非常实用的热设计指南。更具启发性的是，书中对电解电容老化对系统稳定性的影响进行了详细的寿命预测分析，并提出了基于加速老化测试（HALT/HASS）的验证方法论。这种前瞻性的、关注“全生命周期”的视角，让这本书的价值瞬间提升了一个档次。它让我意识到，设计一个优秀的开关电源，远不只是搭好电路那么简单，更需要对材料科学和热力学有深刻的理解。

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这本书的深度和广度真的超出了我的预期。我主要关注的是电源的拓扑结构和控制策略部分，原以为会看到很多教科书式的、千篇一律的分析，结果作者在这块的阐述简直是教科书级别的颠覆。他对新型有源钳位和软开关技术的解析，不仅仅停留在理论分析层面，更是结合了最新的工业应用案例进行剖析。特别是关于MOSFET驱动电路在高频下的等效寄生参数对开关损耗的影响，作者给出的分析模型非常精细，甚至考虑到了封装和PCB布局的实际影响，这对于追求极致效率和可靠性的工程师来说，简直是如获至宝。我记得有一章专门讨论了如何通过优化磁性元件的设计来降低开关电源的体积，里面详细对比了传统铁氧体材料与新型非晶合金在不同频率下的损耗曲线，这种实操层面的对比数据，是其他许多理论书里绝对看不到的。

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