Power Supply Cookbook

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出版者:Butterworth-Heinemann
作者:Brown, Marty
出品人:
页数:278
译者:
出版时间:2001-5
价格:$ 74.52
装帧:Pap
isbn号码:9780750673297
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

"Power Supply Cookbook, Second Edition" provides an easy-to-follow, step-by-step design framework for a wide variety of power supplies. With this book, anyone with a basic knowledge of electronics can create a very complicated power supply design in less than one day. With the common industry design approaches presented in each section, this unique book allows the reader to design linear, switching, and quasi-resonant switching power supplies in an organized fashion. Formerly complicated design topics such as magnetics, feedback loop compensation design, and EMI/RFI control are all described in simple language and design steps. This book also details easy-to-modify design examples that provide the reader with a design template useful for creating a variety of power supplies. This newly revised edition is a practical, 'start-to-finish' design reference. It is organized to allow both seasoned and inexperienced engineers to quickly find and apply the information they need. Features of the new edition include updated information on the design of the output stages, selecting the controller IC, and other functions associated with power supplies, such as: switching power supply control, synchronization of the power supply to an external source, input low voltage inhibitors, loss of power signals, output voltage shut-down, major current loops, and paralleling filter capacitors. It also offers coverage of wave shaping techniques, major loss reduction techniques, snubbers, and quasi-resonant converters. This book guides engineers through a step-by-step design framework for a wide variety of power supplies, many of which can be designed in less than one day. It provides easy-to-understand information about often complicated topics, making power supply design a much more accessible and enjoyable process.

电气工程与电子技术前沿探索:新一代电源设计与优化实践 本书聚焦于当代电气工程与电子技术领域中,尤其是在电源管理、转换与集成方面所面临的挑战与创新解决方案。它深入探讨了从低功耗物联网设备到高功率密度工业应用的各个层面,旨在为工程师、研究人员及高级技术人员提供一套系统化、前瞻性的设计方法论与实践指南。 第一章:现代电力电子系统的拓扑结构与选择 本章将系统性地回顾并深入分析当前主流的DC-DC转换器拓扑,包括但不限于降压(Buck)、升压(Boost)、巴克-升压(Buck-Boost)及其各种隔离型结构(如LLC谐振转换器、正反激式、半桥与全桥)。重点在于对这些拓扑在特定应用场景下的优缺点进行量化评估,包括效率曲线、瞬态响应速度、电磁兼容性(EMC)表现以及元件应力分析。特别地,本章将引入先进的无损开关技术(ZVS/ZCS)在提高高频操作效率方面的最新进展,并对多电平转换器在应对高电压和大功率输出时的可行性进行详细探讨。 第二章:宽禁带半导体器件在电源设计中的应用 随着摩尔定律在传统硅基器件上逼近物理极限,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带(WBG)半导体材料正彻底改变电力电子的面貌。本章将深入解析SiC MOSFET、肖特基二极管以及GaN HEMT的内在物理特性、优越的开关性能(如更低的开关损耗、更高的工作温度承受能力)。随后,本书将详细阐述如何根据具体工作频率和电压要求,选择最合适的WBG器件,并提供驱动电路的优化设计策略,以充分发挥其高速开关的潜力,同时规避潜在的寄生振荡与热管理难题。 第三章:磁性元件的优化设计与集成 磁性元件(电感器和变压器)通常是高频开关电源中体积最大、损耗最高的组成部分之一。本章致力于超越传统的经验公式,引入先进的电磁场仿真工具(如有限元分析FEA)来指导设计。内容涵盖:铁氧体材料的选择与磁芯损耗建模、绕组的趋肤效应与邻近效应分析、多层绕组的优化布局以减少漏感,以及如何通过3D打印或叠层技术实现磁性元件的集成化与小型化。此外,对于高频应用中磁性元件的局部过热现象,本章提供系统的热分析与冷却方案。 第四章:先进的控制回路设计与数字电源管理 本章专注于电源系统的动态性能控制。除了经典的PID控制外,本书重点介绍了基于平均状态模型(ASM)的数字控制设计流程,并详细阐述了如何利用FPGA或高性能微控制器实现复杂的控制算法。内容包括:电流环与电压环的内环/外环配置、虚拟电感补偿技术在改善瞬态响应中的应用、基于模型预测控制(MPC)在优化系统鲁棒性方面的潜力。数字电源的优势在于其灵活性,因此本章也涵盖了远程电压补偿、灵活的限流保护机制以及通过软件更新实现功能升级的架构设计。 第五章:电源系统的热管理与可靠性工程 热量是电子设备寿命的头号杀手。本章从热力学和传热学的角度出发,建立了一套系统的电源热模型。内容包括:元件级热阻的精确测量与建模、PCB布局对散热路径的影响分析(如铜厚度、过孔设计)、热界面材料(TIM)的性能评估与选择。更进一步,本书探讨了主动冷却(如微流道、热管)与被动冷却(如散热片、均热板)的集成策略,并结合加速寿命试验(ALT)和加速降额设计(ARD)方法,建立了一套系统的电源可靠性预测与验证框架。 第六章:面向特定领域的电源解决方案 本章将前述理论应用于多个高价值的工程领域,展示系统级的集成与优化。 数据中心与高密度计算电源(HPC): 探讨48V母线架构、板载DC-DC转换器(PoL)的设计挑战,重点关注极高的功率密度、极低的延迟和对冗余性的要求。 电动汽车(EV)与车载充电系统(OBC): 分析高压电池管理系统(BMS)对隔离电源的要求,SiC器件在OBC中的应用,以及双向充放电拓扑的设计考量。 医疗成像设备电源: 关注超低噪声、高精度基准电压源的设计,以及对安全隔离标准(如IEC 60601)的严格遵循。 射频(RF)与微波功率放大器供电: 深入讨论如何设计具有极佳动态性能和高频抑制特性的电源,以避免噪声耦合对敏感RF链路造成干扰。 第七章:电磁兼容性(EMC)的预防性设计与调试 EMC是电源设计的核心难题之一。本章强调“设计即解决”的理念,而非事后补救。内容包括:辐射发射(RE)与传导发射(CE)的源头分析(如开关节点的高频电流环路面积),PCB布局中的地平面规划艺术,输入/输出滤波器的共模与差模抑制设计,以及屏蔽层的有效应用。本章还提供了在设计阶段使用仿真工具预测EMC裕量的实用技巧。 本书的特点在于其极强的实践导向性、对最新半导体技术的敏锐捕捉,以及对系统级热与电磁兼容性问题的深入整合分析,为读者提供了一条从概念到量产的、系统化的下一代电源解决方案设计路径。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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坦白说,在我翻阅《Power Supply Cookbook》之前,我对电源设计领域一直感到有些陌生,甚至有些畏惧。然而,这本书彻底改变了我的看法。作者以一种非常直观和易于理解的方式,将那些看似复杂的电源原理一一揭示。我特别欣赏书中对反激式电源和桥式转换器等典型拓扑的详尽解析。作者不仅仅是给出了电路图和公式,更是深入探讨了这些拓扑在不同负载和输入电压下的工作特性,以及如何优化其性能。我印象最深刻的是,书中对于输出滤波和瞬态响应的讲解。作者通过大量的仿真和实际测量数据,清晰地展示了不同滤波元件对输出纹波和瞬态响应的影响,并且提供了非常实用的设计方法。这让我能够更准确地设计出满足特定要求的输出滤波电路。此外,书中还对电源的安全性设计进行了详细的阐述,包括绝缘、防雷击以及各种保护措施。这对于我来说,极大地增强了我设计安全可靠电源的信心。这本书就像是一位睿智的老师,它不仅能够解答你关于电源设计的所有疑问,更能引导你发现那些隐藏在细节中的设计精髓。

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对于任何一个希望在电源领域有所建树的工程师来说,《Power Supply Cookbook》都绝对是必不可少的一本参考书。我是在一次技术研讨会上被推荐这本书的,当时一位资深的电源专家毫不吝啬地赞扬了它的价值。我仔细阅读了书中关于不同电源拓扑的优劣势分析,这对于我来说至关重要,因为在选择合适的电源架构时,需要考虑的因素非常多,包括效率、成本、尺寸、EMI以及负载特性等等。书中对这些因素的权衡和分析,为我提供了非常有价值的参考。我特别欣赏的是,书中并没有止步于讲解理想情况下的工作原理,而是花了相当大的篇幅来讨论实际应用中的各种挑战,比如元件的容差、寄生效应、热效应以及电源的稳定性问题。作者在讲解如何进行环路补偿时,提供了多种方法,并且详细说明了每种方法的适用条件和优缺点,这让我能够根据具体的项目需求来选择最合适的补偿方案。书中还提供了大量的实际应用案例,通过这些案例,我们可以看到书中的理论是如何在实践中得到应用的,并且可以从中学习到很多实用的设计技巧。我曾经尝试过按照书中的方法来设计一个高效率的DC-DC转换器,结果非常成功,其性能远超我的预期。这本书就像一位全能的老师,它不仅能解答你关于电源设计的所有疑问,更能激发你不断探索和创新的热情。

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这本书的价值远远超出了我最初的预期,它为我提供了一个全新的视角来理解电源设计。我是在一次国际电源会议上偶然看到这本书的,当时一位来自国际知名半导体公司的工程师向我推荐了它。我仔细阅读了书中关于各种电源控制技术的部分,比如电压模式控制、电流模式控制以及更先进的数字控制技术。作者对这些控制技术的原理、优缺点以及在实际应用中的实现都进行了非常深入的阐述。我特别欣赏的是,书中并没有止步于理论的讲解,而是提供了大量实际的工程经验和设计技巧。例如,在讲解如何进行参数补偿时,作者提供了多种实用的方法,并且对每种方法的适用条件和调整步骤都进行了非常详细的说明。这让我能够更自信地进行电源的稳定性设计。此外,书中还对电源的可靠性设计进行了深入的探讨,包括元件的选型、裕量的计算以及各种失效模式的分析。这对于我来说,极大地提升了我设计电源的鲁棒性和可靠性。这本书就像是一本无价的宝典,它能够帮助你系统地掌握电源设计的各个方面,并且从中学习到很多宝贵的工程经验。

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这本书是一本真正能够让你“学以致用”的电源设计指南。我是在工作一段时间后,感到自己在电源设计方面遇到了瓶颈,才开始寻找更深入的学习资料。而《Power Supply Cookbook》正好满足了我的需求。书中对各种电源控制算法的详细讲解,包括PID控制、滞环控制以及更先进的数字控制技术,让我受益匪浅。作者不仅阐述了这些控制算法的工作原理,还提供了具体的实现步骤和代码示例,这让我能够快速地将这些技术应用到实际的设计中。我特别欣赏书中关于电源的效率和功率密度的优化。作者详细介绍了提高电源效率和功率密度的各种方法,从元件的选择到PCB的布局,再到控制策略的优化,都进行了深入的探讨。我曾经尝试过按照书中的方法来改进一个低效率的电源,结果非常显著,效率提升了近10%。这本书就像一位全能的老师,它不仅能够解答你关于电源设计的所有疑问,更能激发你不断探索和创新的热情。它是一本真正能够帮助你提升设计能力的书,绝对是电源工程师的案头必备。

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坦白说,起初我购买这本书时,对它的期望值并不算太高,毕竟市面上关于电源设计的书籍琳琅满目,很多都只是对基础概念的简单罗列。然而,《Power Supply Cookbook》彻底颠覆了我的认知。这本书的内容深度和广度都令人惊叹。作者并没有满足于讲解单一的电源拓扑,而是涵盖了从线性稳压器到各种复杂的开关电源转换器,如Buck、Boost、Buck-Boost,甚至是更复杂的SEPIC和Cuk转换器。更重要的是,它深入探讨了这些拓扑结构的优缺点,以及在不同应用场景下的适用性。我尤其赞赏书中关于EMI(电磁干扰)抑制的章节,作者不仅列举了常见的EMI产生源,还提供了多种有效的滤波和屏蔽技术,并配以详实的原理分析和仿真数据。这对于我来说,是一个巨大的突破,因为在实际产品开发中,EMI问题常常是困扰工程师的顽疾。书中对功率MOSFET的选型和驱动也进行了细致的讲解,包括RDS(on)的权衡、栅极电容的影响以及如何选择合适的栅极驱动器。这些细节往往是决定电源性能的关键所在,而这本书将它们一一呈现,并且解释得非常透彻。此外,书中还涉及了过压保护、过流保护、欠压锁定等重要的保护电路设计,这些都是确保电源系统稳定可靠运行不可或缺的组成部分。总而言之,这是一本能够让你从“知道”到“精通”的电源设计指南,它让你对电源的每一个环节都有了深刻的理解。

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这本书的深度和实用性是我在其他任何电源设计书籍中都未曾见过的。我最初接触到《Power Supply Cookbook》是在我刚开始接触电源设计的时候,当时我对这个领域充满了好奇,但同时也感到有些无从下手。这本书就像是一盏明灯,它系统地、深入地介绍了电源设计中的方方面面。我尤其印象深刻的是,书中对各种保护电路的详细讲解,包括过流保护、过压保护、短路保护以及温度保护等等。作者不仅阐述了这些保护电路的工作原理,还提供了多种不同的实现方案,并且对每种方案的优缺点进行了详细的分析。这对于我来说,极大地拓宽了我的设计思路,让我能够根据实际需求来选择最合适的保护策略。此外,书中关于电源的效率优化也是我非常关注的部分。作者详细介绍了提高电源效率的各种方法,从元件的选择到PCB的布局,再到控制策略的优化,都进行了深入的探讨。我曾经尝试过按照书中的方法来改进一个低效率的电源,结果非常显著,效率提升了近10%。这本书不仅传授了知识,更重要的是,它教会了我如何去思考,如何去分析问题,如何去寻找最优的解决方案。它是一本真正能够帮助你提升设计能力的书,绝对是电源工程师的案头必备。

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我一直对电源的神秘世界充满好奇,而《Power Supply Cookbook》就像是一把钥匙,为我打开了这扇大门。这本书的讲解方式非常独特,作者将复杂的电源概念分解成易于理解的部分,并辅以大量的图示和实例,让我能够轻松地掌握其中的奥秘。我特别喜欢书中关于稳态分析和瞬态响应的讲解,作者用非常清晰的语言解释了各种电源拓扑的工作原理,并对它们在不同工作模式下的行为进行了深入的分析。这让我能够更准确地预测电源在各种情况下的表现。书中关于纹波抑制和EMI滤波的章节也让我受益匪浅。作者提供了多种有效的滤波技术,并且对每种技术的原理和适用范围进行了详细的介绍。我曾经因为EMI问题而困扰不已,而这本书的讲解,让我茅塞顿开,找到了解决问题的关键。此外,书中还对功率器件的选型和驱动进行了详细的讲解,包括MOSFET、IGBT以及二极管等。作者提供了非常实用的选型指南,并对不同器件的优缺点进行了详细的分析。这对于我来说,极大地提高了我的设计效率,让我能够快速地找到最适合的器件。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,它能够陪伴你一起成长,一起探索电源设计的无限可能。

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《Power Supply Cookbook》是我在电源设计领域遇到的最全面、最实用的书籍之一。我是在大学期间接触到这本书的,当时它就被列为电源工程专业的必读书籍。书中的内容覆盖了从基础的DC-DC转换器到复杂的AC-DC电源,从线性电源到开关电源,几乎涵盖了所有常见的电源拓扑和设计技术。我尤其喜欢书中对功率因数校正(PFC)的深入讲解。作者详细阐述了PFC的原理、实现方法以及在不同应用场景下的适用性,并且提供了非常实用的设计指南。这让我对PFC有了更深刻的理解,并且能够更自信地设计高功率因数的电源。此外,书中关于电源的测试和调试也提供了非常详细的指导。作者介绍了各种常用的测试仪器和测试方法,并且对测试过程中可能遇到的问题以及解决方法进行了详细的说明。这对于我来说,极大地提高了我的设计效率,让我能够快速地完成电源的测试和验证。这本书就像是一位经验丰富的导师,它不仅能够传授知识,更重要的是,它能够激发你不断学习和探索的动力。

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这本书简直是我电源设计生涯中的一个里程碑。我是在一个偶然的机会下接触到它的,当时我正在为一个新的项目寻找可靠的电源解决方案,市面上看了不少资料,总觉得欠缺一些关键的东西。直到我遇到了《Power Supply Cookbook》,我才发现自己之前在很多方面都有些浅尝辄止。作者在解释电感和电容在电源设计中的作用时,不仅仅是给出了公式,更是深入剖析了它们对瞬态响应、纹波抑制和效率的影响。我印象最深刻的是关于磁性元件设计的那部分,作者详细讲解了如何根据工作频率、输出功率和电流要求来选择合适的磁芯材料、计算线径和匝数,以及如何考虑磁芯的饱和和损耗。这些都是在实际设计中非常关键,但往往又容易被忽视的细节。书中还提供了一些非常有用的图表和设计表格,可以帮助我们快速地进行初步的计算和选型。另外,关于PCB布局的建议也让我受益匪浅。作者强调了电流回路的最小化、地线的处理以及关键元件的摆放位置,这些都对减小寄生参数、提高电源的稳定性和抑制EMI至关重要。我曾经因为PCB布局不当导致电源性能不佳,吃了很大的亏,而这本书就像是一位经验丰富的导师,手把手地教你如何避免这些坑。它不仅仅是一本书,更像是一个工具箱,里面装满了解决电源设计难题的秘诀。

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这本书绝对是为那些渴望深入理解电源设计的工程师和爱好者量身打造的宝典。从我翻开第一页的那一刻起,就被其内容所吸引,仿佛进入了一个充满无限可能的电子世界。作者在解释那些复杂的电源拓扑结构时,并没有使用令人望而生畏的晦涩术语,而是用一种循序渐进、逻辑清晰的方式,将每一个概念娓娓道来。我特别欣赏的是,它不仅仅是理论的堆砌,更包含了大量的实用技巧和经验分享。例如,在讲解如何优化环路补偿时,书中给出的具体步骤和考虑因素,让我茅塞顿开,之前在实际调试中遇到的许多难题似乎都找到了答案。这本书的精髓在于,它能够让你理解“为什么”这样做,而不仅仅是“怎么”做。它鼓励读者去思考,去探索,去创造属于自己的解决方案。我曾反复钻研过其中关于开关电源效率提升的章节,作者提出的多种方法,从元件选型到PCB布局,都进行了细致的分析,并给出了量化的评估标准。这对于我来说,无疑是宝贵的财富,极大地提升了我进行电源设计时的信心和能力。而且,这本书的语言风格非常亲切,读起来就像与一位经验丰富的导师对话,他耐心解答你的每一个疑惑,并且引导你发现更深层次的奥秘。它不是那种读完就束之高阁的书,而是我案头的常客,每当遇到新的设计挑战,总能从中汲取灵感和力量。这本书的价值,远远超出了它的印刷成本,它更像是一张通往电源设计高级殿堂的入场券,为我打开了新的视野。

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