具体描述
《线性集成电源应用电路设计》从实用角度出发，全面系统地阐述了500多种线性集成电源应用电路的设计步骤、设计公式及元器件的选择，便于电子电路设计者将书中典型电路与实际设计要求相结合，为设计者提供设计方案，进而提高设计效率。书中内容包括： 集成电源应用电路设计须知，三端固定式正集成稳压器应用电路设计，三端固定式负集成稳压器应用电路设计，三端可调式集成稳压器应用电路设计，多端集成稳压器应用电路设计，低压差、低功耗集成稳压器应用电路设计，集成基准电压源应用电路设计，集成恒流源、AC/DC变换器、电源电压监视器应用电路设计。
《线性集成电源应用电路设计》融科学性、系统性、实用性于一体，对电子电路设计者有较强的实用价值。《线性集成电源应用电路设计》既可作为高等院校相关专业各层次的教学参考书，也可作为电气、电子设计人员的培训教材，对电类专业技师和广大电子爱好者也很有参考价值。
《现代集成电源电路设计解析》 内容概述 本书深入剖析了现代集成电源电路设计的前沿技术与实用方法，旨在为电子工程师、嵌入式系统开发者以及电源管理领域的研究人员提供一本全面、权威的参考指南。全书围绕着高性能、高效率、高可靠性的集成电源解决方案展开，涵盖了从基础理论到高级应用的全过程。 第一部分：集成电源基础理论与关键技术 本部分为读者构建扎实的理论基础，为理解后续复杂设计奠定坚实基石。 第一章：集成电源概述与发展趋势 详细介绍集成电源（Power Management Integrated Circuits, PMICs）的定义、核心功能及其在现代电子设备中的不可替代性。 梳理集成电源技术的发展历程，从早期的分立元件到如今高度集成的多功能芯片，分析其演进的关键驱动因素，例如对更低功耗、更高功率密度、更小尺寸的需求。 探讨当前集成电源领域的最新发展趋势，包括但不限于： 超低功耗（ULP）技术： 重点关注在物联网（IoT）、可穿戴设备等领域的低功耗设计挑战与解决方案，如先进的睡眠模式、动态电压频率调整（DVFS）等。 高效能（High Efficiency）技术： 深入分析各种开关电源拓扑（Buck, Boost, Buck-Boost, SEPIC, Cuk等）在提高效率方面的优化策略，以及同步整流、软开关技术、相移控制等先进技术。 高功率密度（High Power Density）设计： 探讨如何通过更高的开关频率、更优化的电感和电容选择、以及先进的封装技术来减小电源模块的体积。 智能电源管理： 介绍基于数字控制、机器学习的自适应电源管理技术，如何根据负载变化、环境条件动态调整电源参数以达到最优性能。 集成与模块化： 分析多合一PMIC、电源模块（Power Modules）的优势，以及它们如何简化系统设计，降低BOM成本。 安全与可靠性： 强调在设计中必须考虑的过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）、过温保护（OTP）等安全机制，以及EMC/EMI的抑制策略。 对比分析不同类型集成电源的优缺点，如线性稳压器（LDO）与开关稳压器（SMPS）在特定应用场景下的适用性。 第二章：开关稳压器拓扑详解 本章将深入解析最常用的几种开关稳压器拓扑，从基本工作原理到性能分析，再到实际应用中的考量。 降压（Buck）拓扑： 详细讲解Buck转换器的原理、工作模式（连续导通模式 CCM, 非连续导通模式 DCM），分析其优缺点，并介绍如何优化电感、电容参数以达到高效率和低纹波。 升压（Boost）拓扑： 阐述Boost转换器的基本工作原理，讨论其在需要输出电压高于输入电压的应用中的重要性，分析 CCM 和 DCM 工作模式下的关键参数选择。 升降压（Buck-Boost）拓扑： 介绍Buck-Boost转换器如何在同一个电路中实现升压和降压功能，分析其驱动电路和控制策略，以及在需要灵活输出电压的应用中的优势。 SEPIC 和 Cuk 拓扑： 重点介绍这两种可以实现反相输出的拓扑，分析其与Buck-Boost相比的特点，如隔离和纹波特性，并探讨其在特定应用中的适用性，例如负电压电源的生成。 多相（Multi-phase）技术： 讲解如何通过并联多个相同拓扑的开关稳压器来提高输出电流能力、降低输入输出纹波，并改善瞬态响应。 谐振（Resonant）拓扑： 介绍ZVS（零电压开关）和ZCS（零电流开关）等软开关技术，分析其在降低开关损耗、提高效率和减少EMI方面的显著优势，重点关注LLC、Phase-shift等谐振拓扑。 反激（Flyback）和正激（Forward）拓扑： 详细解析这两种隔离型DC-DC转换器，重点分析变压器的设计、隔离的要求，以及在不同功率等级下的应用。 第三章：线性稳压器（LDO）设计与应用 虽然开关稳压器在效率方面占优，但线性稳压器在低噪声、高精度应用中仍不可替代。本章将聚焦LDO的设计与应用。 LDO工作原理与分类： 详细讲解LDO的工作原理，如压差、效率、噪声、PSRR（电源抑制比）等关键性能指标。介绍不同类型的LDO，如标准LDO、低压差LDO（Low Dropout LDO）、高PSRR LDO、高精度LDO等。 LDO的关键设计参数： 深入分析输入电压、输出电压、输出电流、压差、功耗、瞬态响应、输出纹波抑制、PSRR等参数对LDO性能的影响。 LDO的稳定性分析： 详细讲解LDO的环路稳定性问题，包括补偿技术、外部补偿元件的选择，以及如何确保在各种负载条件下LDO的稳定工作。 LDO的噪声与PSRR优化： 探讨如何设计低噪声LDO，以及如何通过改进内部结构和外围电路来提高PSRR，特别是在对电源噪声敏感的应用（如音频、射频）中的重要性。 LDO的应用场景： 介绍LDO在作为开关稳压器后级滤波、为精密模拟电路供电、物联网设备的低功耗电源等典型应用。 第二部分：集成电源的控制与管理技术 本部分将聚焦于集成电源的“大脑”——控制与管理技术，是实现高性能和智能化电源的关键。 第四章：PWM和PFM控制模式 脉冲宽度调制（PWM）： 详细解析PWM控制的原理，包括固定频率PWM和自适应频率PWM。分析PWM控制在稳态和瞬态响应方面的特点，以及其在提高效率和降低纹波方面的作用。 脉冲频率调制（PFM）： 讲解PFM控制的原理，特别是其在轻载条件下的优势，如提高效率。对比PWM和PFM在不同负载下的性能差异，以及如何实现PWM/PFM混合模式控制以优化效率。 数字控制技术： 介绍数字PWM（DPWM）和数字PFM（DPFM）的原理，分析其在实现复杂控制算法、高级保护功能、以及易于调试和配置方面的优势。探讨数字控制在微处理器、FPGA等数字系统中的集成应用。 第五章：先进的电源管理技术 动态电压频率调整（DVFS）： 深入讲解DVFS的工作原理，以及其在降低功耗、延长电池寿命方面的关键作用。分析DVFS的实现方式，包括基于CPU负载、GPU负载、系统温度等触发机制。 电源排序（Power Sequencing）： 介绍在多电压域系统中，如何按照特定的顺序和时间间隔上电或断电，以避免损坏敏感元件，确保系统启动的可靠性。详细讲解电源排序的逻辑设计和实现方法。 电池充电管理： 聚焦集成电源在电池供电设备中的关键角色。详细介绍锂离子电池充电的各个阶段（恒流、恒压、涓流），以及充电管理IC的保护功能（过充、过放、过温、过流）。 电量计（Fuel Gauge）技术： 讲解电量计的原理，如何精确估算电池剩余电量，并分析常见的电量计算法（如库仑计数法、电压法）。 低功耗模式与唤醒机制： 探讨各种低功耗模式（如睡眠模式、深度睡眠模式），以及如何设计高效的唤醒机制，使设备在需要时快速响应。 第六章：电源保护与可靠性设计 过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）： 详细解析OVP和UVP的实现原理，包括内部比较器、外部参考电压等。分析其在保护设备免受电压异常损坏中的作用。 过流保护（OCP）与短路保护（SCP）： 讲解OCP和SCP的检测方法（如限流电阻、电流互感器、电感电流检测）和实现电路，以及不同保护机制（如打嗝模式、恒流模式、锁死模式）的特点。 过温保护（OTP）： 介绍OTP的检测原理，如NTC热敏电阻、内部温度传感器等，以及OTP触发后的保护动作。 浪涌与瞬态抑制： 分析电源系统在电网波动、设备开关瞬间可能遇到的浪涌和瞬态电压，并介绍相应的抑制措施，如TVS二极管、MOV（压敏电阻）等。 EMC/EMI设计与抑制： 详细讲解电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的基本原理，并提供实用的设计技巧，如PCB布局布线优化、滤波器的选择与设计、屏蔽技术等，以满足相关的EMC标准。 可靠性设计原则： 强调在设计过程中应遵循的可靠性原则，如降额使用、冗余设计、热管理优化等，以及如何通过FMEA（失效模式与影响分析）等方法评估和提升电源系统的可靠性。 第三部分：集成电源的实际应用与设计挑战 本部分将结合具体的应用场景，讲解集成电源在复杂系统中的设计实现，并探讨面临的设计挑战。 第七章：消费电子中的集成电源设计 智能手机与平板电脑： 分析这类设备对电源管理的需求，如多电压域、快速充电、高效率、低功耗、以及小尺寸。重点讲解PMIC在其中的集成方案，如降压、升压、LDO、电池充电管理等功能的整合。 笔记本电脑： 介绍笔记本电脑中复杂的电源架构，包括CPU、GPU、内存、SSD等不同部分的供电需求。讨论高效的电源转换、动态功耗管理、以及电池续航的优化。 可穿戴设备： 强调在极低功耗、超小尺寸下的电源设计挑战，以及如何利用ULP技术和高效的PMIC来实现长时间续航。 音频/视频设备： 关注电源噪声对音视频质量的影响，以及如何通过低噪声LDO和优化的开关电源设计来满足苛刻的信号纯净度要求。 第八章：工业与汽车电子中的集成电源设计 工业自动化： 讨论工业环境中对电源稳定性和可靠性的高要求，如宽温工作、抗干扰能力、以及高功率输出。分析PLC、变频器、伺服驱动器等设备中的电源设计。 汽车电子： 重点介绍汽车电源的特殊要求，如宽电压范围（12V、24V系统）、瞬态电压（如启动瞬间）、高可靠性、以及安全性认证。讲解DC-DC转换器、LDO在汽车ECU、信息娱乐系统、ADAS（高级驾驶辅助系统）中的应用。 电动汽车（EV）电源系统： 深入探讨电动汽车中的高压大功率DC-DC转换器、车载充电机（OBC）、电池管理系统（BMS）中电源的管理与控制。 第九章：新兴领域与前沿技术在集成电源中的应用 物联网（IoT）设备电源： 聚焦于能量采集（Energy Harvesting）技术，如太阳能、热电、振动能量采集，以及如何设计低功耗、高效的电源管理方案来匹配这些能量源。 人工智能（AI）与边缘计算： 分析AI芯片和边缘计算设备对高性能、低延迟电源的需求，以及如何通过先进的电源管理技术来优化计算效率和功耗。 GaN/SiC功率器件在集成电源中的应用： 探讨宽禁带半导体（GaN、SiC）器件在提高开关频率、降低损耗、提升功率密度方面的潜力，以及它们在未来高功率集成电源设计中的应用前景。 固态存储（SSD）电源管理： 分析SSD对多个电压轨、快速响应和低噪声的要求，以及PMIC在其中的关键作用。 第十章：集成电源设计的仿真与验证 电路仿真工具： 介绍常用的电路仿真软件，如LTspice, PSpice, Cadence, ADS等，并演示如何利用这些工具进行电路模型建立、参数分析、瞬态响应和稳态分析。 PCB布局与布线优化： 强调PCB布局布线对电源性能（如EMI、纹波、效率）的决定性影响。提供实际的PCB设计指南，包括电源路径优化、地线处理、去耦电容布局等。 实际电路测试与调试： 讲解电源电路在实际应用中可能遇到的问题，如瞬态响应测试、效率测量、EMI/EMC测试、功耗分析等，以及相应的调试方法和技巧。 失效模式分析与预防： 结合实际案例，分析电源电路的常见失效模式，并提出预防和解决措施。 本书特点 理论与实践深度结合： 既有扎实的理论基础，又有丰富的实际设计案例，帮助读者将理论知识转化为实际应用。 全面覆盖： 涵盖了从基础理论到前沿技术，从通用电源到特定应用场景的广泛内容。 实用性强： 提供了大量实用的设计技巧、选型指南和调试经验，帮助工程师解决实际设计中的难题。 前沿视角： 关注集成电源领域的最新技术和发展趋势，为读者提供面向未来的设计思路。 《现代集成电源电路设计解析》将是您在电源设计领域不可或缺的得力助手。
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