交換式電源供給器之理論與實務設計(第三版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本書是作者針對國人需要所編寫而成的，內容詳細介紹交換式電源供給器基本理論、和控製理論以及迴授補償方法以使轉換器係統達到穩定。言簡意賅、易學易懂，非常適閤實際從事交換式電源供給器之工程人員及大專院校學生閱讀。

本書特色

　　1.本書是作者針對國人需要所編寫而成的，內容詳細介紹交換式電源供給器基本理論、和控製理論以及迴授補償方法以使轉換器係統達到穩定。

　　2.本書是先以理論為先導，將SPS之基本理論予以徹底分析。

　　3.本書適用於大學、科大電機科係「交換式電源供應係統」課程或業界相關人士及有興趣之讀者使用。
 

深入探索現代電力電子前沿：高頻開關電源與先進控製技術 本書聚焦於當代電力電子技術的核心——高頻開關電源（Switched-Mode Power Supplies, SMPS）的設計、分析與優化，旨在為工程師、研究人員及高級學生提供一套係統化、深入且極具實操性的知識體係。 本書避開瞭基礎的綫性穩壓器原理，直接切入當代電子設備能效與小型化挑戰下的關鍵技術領域。 --- 第一部分：開關電源係統的基礎架構與拓撲演化 本部分係統梳理瞭現代電源設計所依賴的理論基礎，並詳細剖析瞭主流開關拓撲的內在機製與適用場景。 1.1 開關電源的能效瓶頸與設計哲學 內容涵蓋瞭從傳統工頻變壓器到高頻開關電源的演進曆程，重點分析瞭在數字係統對電源質量（紋波、瞬態響應）和效率提齣更高要求背景下，開關電源設計範式的轉變。我們將深入探討熱管理、EMI/EMC的早期規劃在係統層麵的重要性，以及如何利用半導體開關特性（如MOSFET、GaN器件）來實現更高的開關頻率與更小的體積。 1.2 核心DC-DC開關拓撲的深度剖析 本書將詳細講解並對比分析以下關鍵的非隔離式和隔離式拓撲結構： 非隔離式拓撲： 升/降/升降壓（Buck, Boost, Buck-Boost）的精確建模、占空比控製下的傳遞函數推導，以及在不同工作模式（連續導通模式 CCM 與不連續導通模式 DCM）下的動態特性差異。特彆關注四開關 Buck-Boost 拓撲在高輸入電壓範圍下的應用優勢。 隔離式拓撲： 隔離式設計的必要性（安全與多路輸齣），重點聚焦於正激（Forward）、反激（Flyback）、推挽（Push-Pull）、半橋與全橋拓撲的結構特點、磁性元件設計約束（變壓器漏感處理、磁芯選擇）以及在不同功率等級下的適用性評估。對於隔離邊界條件下（如LLC諧振）的效率提升機製進行深入探討。 1.3 磁性元件的精確設計與優化 開關電源的體積與效率往往受限於磁性元件。本章將超越簡單的匝數計算，深入探討： 磁芯材料科學： 鐵氧體、坡莫閤金等材料在高頻損耗特性（居裏溫度、損耗密度）下的選擇標準。 變壓器與電感的集成化設計： 探討如何在多層繞組設計中最小化集膚效應和鄰近效應，平衡繞組損耗與漏感控製。詳細介紹如何使用有限元分析（FEA）工具輔助優化磁性元件的幾何結構。 --- 第二部分：先進的控製策略與動態性能分析 本部分是本書的核心，重點闡述如何精確控製開關器件的動作，以達到快速、穩定、高精度的輸齣要求。 2.1 脈衝寬度調製（PWM）的實現與調製技術 詳細闡述瞭電流模控製（Current-Mode Control, CMC）與電壓模控製（Voltage-Mode Control, VMC）的基本原理、優勢與局限性。重點分析電流模控製中的斜波補償（Slope Compensation）原理，如何避免在寬占空比下的次同步振蕩（Subharmonic Oscillation），並對比峰值電流控製、平均電流控製和遲滯電流控製的動態響應特性。 2.2 環路補償技術與係統穩定性 這是確保電源穩定運行的關鍵。本章將從控製理論角度齣發，構建開關電源的小信號模型（Small-Signal Modeling），推導齣其在CCM和DCM工作區下的精確傳遞函數。 頻率響應分析： 使用波特圖（Bode Plot）來分析係統的相位裕度和增益裕度。 補償器設計： 係統化介紹I、PI、PID型補償器（誤差放大器）的設計流程，包括Type II、Type III補償器的具體組件值計算，以確保係統在目標交叉頻率下實現最優的瞬態響應和穩態精度。 2.3 諧振轉換器（Resonant Converters）的原理與應用 隨著開關頻率的提升，開關損耗成為主要瓶頸。本章深入探討零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）技術，特彆是： LLC諧振變換器： 詳細分析其諧振網絡（L-L-C）的阻抗特性，如何通過頻率調製實現軟開關，並在寬輸入電壓範圍內維持高效率。討論LLC環路的建模復雜性及其補償策略。 準諧振（QR）技術： 在簡化控製復雜度的前提下，如何通過控製開關時序實現部分軟開關的優勢。 --- 第三部分：集成化與未來趨勢：功率半導體與係統集成 本部分關注現代電源設計中對集成度和功率密度的極緻追求。 3.1 新型功率器件的驅動與特性 傳統矽基器件的限製催生瞭寬禁帶（WBG）半導體技術的興起。本章詳盡分析： 碳化矽（SiC）與氮化鎵（GaN）器件： 探討其在極低開關損耗、更高臨界溫度下的優勢，以及在係統設計中需要特彆關注的柵極驅動（Gate Driving）挑戰，包括米勒平颱效應、寄生振蕩的抑製。 驅動電路設計： 討論如何設計高性能、低延遲的驅動電路，以充分發揮這些器件的高速開關能力，尤其是在高頻隔離應用中的隔離驅動方案。 3.2 數字電源控製（Digital Power Control） 模擬控製正逐步被數字控製取代。本章介紹如何利用高性能微控製器（如DSP或高性能MCU）實現復雜的控製算法： 數字化建模： 如何將連續時間的控製環路轉化為離散時間模型（Z域分析）。 先進算法實現： 在數字域實現自適應控製、多環路耦閤控製、以及利用快速傅裏葉變換（FFT）進行實時在綫阻抗測量與補償。 3.3 電磁兼容性（EMC）與濾波器設計 高頻開關工作必然産生大量的噪聲。本部分聚焦於係統級的EMC設計： 噪聲源識彆與傳播路徑分析： 識彆開關的上升/下降沿、開關節點電壓過衝、以及磁性元件的耦閤噪聲。 濾波器設計： 共模與差模乾擾的抑製方法。詳細講解輸入/輸齣濾波器（LCL, LCLC）的設計準則，以及如何利用布局設計（PCB Layout）從源頭上降低輻射發射（Radiated Emissions）。 總結： 本書旨在提供一個從理論推導到實際電路實現的完整藍圖，重點強調高頻化、高密度化、高能效化背景下的工程決策過程，確保讀者掌握構建下一代高性能開關電源係統的核心技術。

第一章 簡介
1.1 概論

第二章 基本交換式電源轉換器電路
2.1 概論
2.2 基本無隔離型高頻直流轉換器
2.3 降壓型轉換器之基本原理與操作
2.4 昇壓型轉換器之基本原理與操作
2.5 昇降兩用型轉換器之基本原理與操作

第三章 隔離型高頻直流電源轉換器電路
3.1 概論
3.2 順嚮式轉換器之基本工作原理
3.3 返馳式轉換器之基本工作原理
3.4 半橋式轉換器之基本工作原理
3.5 推挽式轉換器之基本工作原理
3.6 全橋式轉換器之基本工作原理

第四章 其它型式之直流電源轉換器電路
4.1 概論
4.2 振鈴扼流圈轉換器之基本工作原理
4.3 ’CUK轉換器之基本工作原理
4.4 非對稱半橋電源轉換器
4.5 主動箝位電源轉換器
4.6 全橋相移式電源轉換器
4.7 LLC半橋諧振式電源轉換器

第五章 電源轉換器之小信號模式化分析
5.1 概論
5.2 現代綫性係統之狀態空間分析介紹
5.3 轉換器之狀態空間平均模式與綫性比

第六章 穩定性之分析與迴授補償控製器之設計
6.1 頻率響應觀念
6.2 轉換器之迴授原理與穩定度準確
6.3 轉換器係統之穩定度分析
6.4 迴授補償網路之結構與設計

第七章 轉換器頻率響應量測技術之建立
7.1 概論
7.2 響率響應之量測裝置
7.3 迴路增益之頻率響應量測技術
7.4 信號注入技術與注入點的決定
7.5 轉換器其它轉移函數之頻率響應量測

第八章 實際係統穩定度之量測與迴授補償網路之設計
8.1 概論
8.2 轉換器係統開迴路增益的頻率響應
8.3 迴授補償網路之設計步驟
8.4 穩定度實際量測結果與討論

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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。書中不僅解釋瞭這些保護電路的原理，還提供瞭不同應用情境下的設計建議，讓你能夠根據實際需求，選擇最適閤的保護方案。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，感覺像是上瞭一堂紮實的進階課程，不隻是學到瞭「怎麼做」，更理解瞭「為什麼要這麼做」，對於提升設計品質和解決實際問題，都有瞭全新的體悟。

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，對我來說，就像是在浩瀚的知識海洋中，找到瞭一座寶藏島。我過去對電源設計的瞭解，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，總覺得隔瞭一層紗。但是，這本書的齣現，讓我看到瞭清晰的解決方案。 它循序賤搬型地介紹瞭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製迴路，都講得非常到位。作者巧妙地運用瞭大量的圖錶和實際範例，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瞭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，也提供瞭非常實用的指導。從效率、穩壓精度、動態響應，到雜訊抑製和熱管理，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，絕不隻是滿足基本規格，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☆☆☆☆☆

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，畢竟市麵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齣，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，書中不僅給齣瞭公式，還詳細探討瞭鐵芯材料的選擇、繞組的結構，以及如何計算和優化磁芯的損耗，這對於真正想要做齣高性能電源的人來說，絕對是無價的。 最讓我印象深刻的是，書中還額外探討瞭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，不僅要設計齣功能齊全的電源，更要確保它在各種嚴苛的環境下都能穩定運行。這本書，真的不隻是一本技術手冊，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，要設計齣穩定又有效率的交換式電源，簡直是門藝術。但這本書，徹底顛覆瞭我的想法。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麵前。從最基礎的電感、電容特性，到PWM控製原理，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的抑製技巧都講得清清楚楚。 最讓我驚喜的是，它不隻是紙上談兵，而是真正地將理論與實務緊密結閤。書中大量引用瞭實際的設計案例，並且提供瞭豐富的實測數據和分析圖錶，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麯線，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，作者都提齣瞭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傢，也能透過這本書，建立起紮實的設計思維，並且更有信心去麵對實際的設計挑戰。

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麵比較熟悉，對於交換式電源這塊，一直有種想深入瞭解卻又覺得無從下手的感覺。但這本書，就像一盞明燈，把我帶進瞭交換式電源設計的殿堂。 它最大的特色，我覺得是在於「全麵性」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，幾乎涵蓋瞭所有我關心的麵嚮。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，都給齣瞭非常詳細的指導。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，它還針對瞭第三版，加入瞭許多最新的技術和發展趨勢，像是數位電源控製、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，我對如何設計齣更小、更高效、更可靠的交換式電源，有瞭更清晰的藍圖，也更有信心去應對未來市場上不斷變化的技術需求。