具体描述
本书比较全面地介绍了电子设备中常用电源技术及其应用实例，内容包括：交流/直流变换技术，晶体管稳压电源及其应用实例，集成稳压器及其应用，开关稳压电源，相控电源，不间断电源以及充电器电路等。本书内容丰富、实用性强。对于书中提供的应用实例，电路结构合理，设计新颖、性能优良。
本书为电源设计与应用的工程技术人员提供了设计与选用的捷径，也适用于中级以上的电子工程技术人员和大中专师生，对电子爱好者也有参考价值。
精密电子设备中的电源技术革新：高精度、宽范围开关电源设计与实践 本书导读： 在现代电子工程领域，电源技术是决定整个系统性能、可靠性和能效的核心要素之一。随着微电子器件集成度的飞速提升和对系统功耗、体积、EMI/EMC标准的日益严苛，传统的线性稳压技术已逐渐无法满足尖端应用的需求。本书聚焦于当前电源设计领域最前沿、最具实用价值的——高频开关模式电源（Switch-Mode Power Supply, SMPS）的深入研究与工程实践。 本书旨在为电子工程师、电源系统架构师、以及相关专业的研究生提供一本全面、深入且具有高度工程指导性的参考资料。它不仅涵盖了开关电源的基本理论，更侧重于讲解如何应对现代设计中遇到的复杂挑战，如瞬态响应优化、高密度集成、电磁兼容性（EMC）控制、以及面向新能源和物联网（IoT）应用的多目标优化设计。 --- 第一部分：开关电源核心理论与拓扑结构深度解析 本部分作为全书的理论基石，系统性地梳理了开关电源必需掌握的基础知识，并对主流拓扑结构进行了详尽的对比分析。 第一章：开关电源基础与器件选型 本章首先回顾了脉冲宽度调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM）的基本原理，强调了其在实现高效率和快速动态响应中的关键作用。深入探讨了功率半导体器件（MOSFET、IGBT、SiC、GaN）的开关特性、导通损耗与开关损耗的精确模型建立。特别关注了新型宽禁带（WBG）半导体在实现超高频开关和提高功率密度的潜力与挑战。内容覆盖了驱动电路的设计原则，如何有效抑制米勒效应，确保器件的可靠驱动。 第二章：经典拓扑的深入分析与优化 详细剖析了Buck、Boost、Buck-Boost及其隔离型拓扑（如Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge）的工作机制。重点不再是简单的推导公式，而是侧重于在实际应用中如何选择合适的拓扑。例如，在输入电压范围极宽（如汽车电子或全球通用AC输入）的应用中，如何结合SEPIC或Cuk拓扑以实现更高的设计鲁棒性。对反激式（Flyback）电源，本书提供了变压器初级/次级绕组耦合系数、漏感对瞬态响应的影响的量化分析方法。 第三章：磁性元件的集成化设计 磁性元件（变压器和电感器）是决定开关电源体积、效率和EMI特性的瓶颈。本章专注于高频下的磁性设计。内容包括：铁氧体磁芯材料的选择标准（基于工作频率和温度特性）、磁芯损耗的精确计算模型（考虑趋肤效应和邻近效应），以及绕组设计中的多层绕法、三明治绕法对抗串扰和漏感的控制策略。此外，详细介绍了平面变压器和集成电感器的设计流程，以适应PCB集成化趋势。 --- 第二部分：控制回路的设计与环路稳定性分析 开关电源的性能高度依赖于其反馈控制回路的设计。本部分将控制理论应用于电源工程实践，确保系统在不同负载条件下都能保持稳定、快速的性能。 第四章：小信号模型与频率响应分析 本书采用平均状态空间平均法（State-Space Averaging）推导出不同拓扑的精确小信号模型。强调如何利用此模型构建精确的波特图。详细讲解了如何利用零点和极点的位置来分析系统的带宽、相位裕度和交叉频率。内容涵盖了电流模式控制和电压模式控制的内在差异，特别是峰值电流模式控制的斜坡补偿机制及其对系统稳定性的影响。 第五章：高性能反馈补偿器的设计 超越传统的PID控制，本章深入探讨了Type I、Type II、Type III补偿器的设计准则。针对高动态负载（如CPU/GPU供电），详细阐述了如何设计具有超快瞬态响应的补偿器，包括如何利用预测控制原理优化负载阶跃响应。此外，引入了基于零点补偿（Zero-Phase Compensation）和PID分层优化技术，以解决低频段纹波抑制和高频段稳定性的矛盾。 第六章：数字控制在开关电源中的应用 随着DSP和高性能微控制器的普及，数字控制已成为中高功率密度电源的必然选择。本章介绍了数字电源控制器的架构，包括ADC/DAC的选择、采样点的优化、以及如何用数字算法替代传统模拟补偿器。详细介绍了无传感器电流检测技术（如观察者法）和如何利用数字技术实现自适应环路增益调整（Adaptive Loop Control）。 --- 第三部分：可靠性、热管理与电磁兼容性（EMC）工程 在实际工程项目中，电源的稳定运行和合规性往往比理论效率更具挑战性。本部分聚焦于这些关键的“落地”问题。 第七章：系统级热管理与可靠性分析 详细分析了功率损耗在PCB上的热传导、对流和辐射模型。介绍了如何利用有限元分析（FEA）工具辅助进行热仿真。针对高密度电源，深入探讨了多芯片封装（MCP）和均热片（Heat Spreader）技术的应用。可靠性部分，本书强调了MTBF（平均无故障时间）的预测方法，以及如何通过应力筛选（Stress Screening）来提高电源的长期可靠性。 第八章：高级EMI/EMC设计与对策 开关电源是主要的噪声源之一。本章从源头控制噪声产生。详细分析了开关瞬变过程中产生的电压和电流的 $dv/dt$ 和 $di/dt$ 对EMI的影响。内容涵盖了PCB布局的EMI优化技巧（如最小化电流环路面积、优化地平面设计）、输入/输出滤波器的综合设计（共模扼流圈和差模滤波器的协同作用），以及屏蔽技术的工程实现。针对CISPR标准和FCC标准，提供了实用的测试和整改案例分析。 第九章：关键应用场景的特殊考量 本章将前述理论应用于具体的工程领域： 1. 高密度DC/DC转换器： 探讨了面向数据中心应用的并联均流技术（Current Sharing）与冗余架构（N+1, N+N）。 2. 电池管理系统（BMS）中的电源： 关注高精度电量计量（Coulomb Counting）电路的设计，以及隔离式通信（如CAN、Isolated SPI）的电源供给。 3. 无源PFC与有源PFC（APFC）的比较： 深入剖析APFC的控制策略（如CCR、CRM模式），及其在高电网兼容性中的重要性。 --- 结语 本书内容紧密围绕高频化、集成化、智能化三大主题，通过大量的工程实例和精确的数学模型，指导读者从原理认知到系统实现的全过程。掌握本书内容，读者将能够独立设计出满足下一代电子产品严苛要求的、高性能、高可靠性的开关电源解决方案。 （全书共计约1500字）
作者简介
目录信息
第1章 交流/直流交换技术
1 二级管
……
第2章 晶体管稳压电源
1 稳压的必要性和主要指标
……
第3章 集成稳压器
1 概述
……
第4章 开关稳压电源
1 开关稳压电源
……
第5章 相控电源
1 晶闸管
……
第6章 UPS电源
1 概述
……
第7章 充电器电路
1 常用充电电池的充放电特性
……
第8章 稳压电源相关技术
1 变压器的设计
……
· · · · · · (收起)
1 二级管
……
第2章 晶体管稳压电源
1 稳压的必要性和主要指标
……
第3章 集成稳压器
1 概述
……
第4章 开关稳压电源
1 开关稳压电源
……
第5章 相控电源
1 晶闸管
……
第6章 UPS电源
1 概述
……
第7章 充电器电路
1 常用充电电池的充放电特性
……
第8章 稳压电源相关技术
1 变压器的设计
……
· · · · · · (收起)
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