高等学校电子与电子工程及自动化专业“十二五”规划教材：开关电源基础与应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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辛伊波，陈文清 编

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• 十二五规划
• 应用技术
• 电子技术

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560626826

版次：2

商品编码：10922195

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-12-01

用纸：胶版纸

页数：296

字数：450000

正文语种：中文

内容简介

　　 《高等学校电子与电子工程及自动化专业“十二五”规划教材：开关电源基础与应用（第2版）》全面介绍了现代开关电源基本理论、应用技术、设计基础及其使用要点等。全书共10章，内容分别为开关电源基本原理、自激式开关电源、它激式开关电源、单片式开关电源、大功率变换电路、开关电源设计、UPS电路原理与应用、多电平直流变换、变频电源原理与应用以及提高电源质量的新技术。本版书是在原书第一版的基础上修订而成的，新增了“多电平直流变换”和“提高电源质量的新技术”，两章内容。《高等学校电子与电子工程及自动化专业“十二五”规划教材：开关电源基础与应用（第2版）》可作为电子技术、电气工程及其良动化、计算机信息、机电一体化等专业以及其他相关专业的大学本科教材，也可作为从事电源设计开发、应用维修的工程技术人员的参考资料。

目录

第1章 开关电源基本原理
1.1 开关电源的组成与工作原理
1.1.1 开关电源工作原理
1.1.2 开关电源的构成
1.1.3 开关电源的特点
1.2 开关电源主要类型
1.2.1 控制方式
1.2.2 连接分类
1.2.3 输出取样方式
1.3 开关电源主要结构
1.4 开关电源辅助技术
1.4.1 多输出电源
1.4.2 倍压，桥式整流切换
1.4.3 微处理器控制
1.4.4 防干扰技术
1.5 开关器件的选择与驱动
1.5.1 开关器件的特征和类型
1.5.2 电力二极管
1.5.3 电力场效应晶体管
1.5.4 绝缘栅双极晶体管
1.5.5 集成门极换流晶闸管
1.5.6 缓冲电路
1.6 整流电路
1.6.1 恒功率整流
1.6.2 倍流整流
1.6.3 同步整流
1.7 电源指标测试与电源管理
1.7.1 开关电源技术指标
1.7.2 电源管理
1.7.3 技术指标测试
1.8 电磁兼容技术与噪声
1.8.1 电磁兼容性标准
1.8.2 开关电源的电磁兼容性
思考与复习

第2章 自激式开关电源
2.1 自激式开关电源的结构和保护电路
2.1.1 自激式降压电源的结构和工作原理
2.1.2 降压型电源保护电路
2.2 自激电源的优化
2.2.1 增大降压比控制
2.2.2 自激电源的同步控制
2.3 自激式降压型集成电源
2.3.1 直接取样电源电路
2.3.2 间接取样电源电路
2.4 升压式自激电源
2.5 开关电源的隔离
2.5.1 隔离电源基本电路
2.5.2 提高隔离电源稳压性能
2.5.3 双PWM控制
2.5.4 两路正反馈控制
2.6 自激开关电源应用设计
2.6.1 办公设备电源
2.6.2 显示器电源
2.7 典型设备开关电源
2.7.1 原理框图
2.7.2 启动与振荡
2.7.3 稳压原理
2.7 4遥控电路
2.7.5 保护电路
思考与复习

第3章 它激式开关电源
3.1 它激式开关电源
3.1.1 MC1394构成的开关电源
3.1.2 UC3842控制的开关电源
3.1.3 升压型开关电源
3.1.4 充电器专用控制电路MC712
3.1.5 反激式开关电源
3.2 集成驱动器及其应用
3.2.1 半桥控制电路L6598
3.2.2 主从式开关电源
3.2.3 单周期控制电路
3.2.4 大电流电源
3.3 STR系列集成变换电路
3.3.1 STR-S67系列电路
3.3.2 STR-M65系列电路
3.3.3 STR-M6811A电路
3.4 TOP系列集成电源
3.4.1 TOPSwitch系列集成电源
3.4.2 TmySwitch系列集成电源
3.4.3 取样电路
3.4.4 设计实例
3.5 DC/DC变换电路
3.5.1 升压式DC/DC变换电路
3.5.2 倍压式DC/DC变换电路
思考与复习

第4章 单片式开关电源
4.1 典型单片电源电路
4.1.1 单片开关电源LM25系列
4.1.2 单片开关电源L4962
4.1.3 低压它激式单片电源MC78S40
4.1.4 低压单片开关电源MC34063
4.2 同步整流技术的低电压大电流电源
4.2.1 UC3842控制的同步整流电路
4.2.2 具有同步整流功能的电路
4.3 移动电子设备电源
4.3.1 MAX744A电源
4.3.2 MAX767电源
4.3.3 模式控制CMOS低功耗电源
4.3.4 MAX782和LTC1149的应用
4.4 特殊开关电源
4.4.1 显示设备的超高压电源
4.4.2 行脉冲驱动超高压电源
4.4.3 基于TPS54350的DC/DC电源
思考与复习

第5章 大功率变换电路
5.1 基本变换电路
5.1.1 基本变换电路原理
5.1.2 不同电路的特点
5.2 半桥变换电路的应用
5.2.1 降压电路
5.2.2 振荡超声波电路
5.3 推挽变换电路的应用
5.3.1 基于UC3524的低压电源
5.3.2 基于UC3524的高压电源
5.3.3 逆变电源
5.3.4 TL494及其应用
5.4 典型应用电路
5.4.1 自激多输出电源
5.4.2 节能灯控制器
5.4.3 500V降压电源
5.4.4 基于IR2112的半桥电路
5.4.5 自激振荡半桥驱动电路
5.5 谐振开关电源
5.5.1 低通滤波式谐振变换器
5.5.2 并联谐振电源
5.5.3 串联谐振电源
5.5.4 谐振电源的应用
思考与复习

第6章 开关电源设计
6.1 小功率开关电源
6.1.1 50W电源设计
6.1.2 120W/24V电源设计
62大功率开关电源
6.2.1 技术指标
6.2.2 功率变换部分
6.3 逆变电源
6.3.1 系统设计
6.3.2 PWM控制
6.3.3 输出电压控制
6.4 便携式开关电源
6.4.1 结构与系统设计
……
第7章 UPS电路原理与应用
第8章 多电平直流变换
第9章 变频电源原理与应用
第10章 提高电源质量的新技术
附录1 国家与行业电源标准
附录2 开关电源常用英文标识与
缩写
参考文献

前言/序言

《电力电子技术及其在新能源领域的应用》（第二版） 内容简介 本书系统阐述了电力电子技术的基本原理、关键器件、电路拓扑以及在新能源发电、储能和应用等领域的重要进展与应用。旨在为高等院校电子信息类、电气工程类及相关专业本科生和研究生提供一本深入、全面且兼具理论深度与实践指导意义的教材。 第一篇 电力电子技术基础 第一章 电力电子技术概述 本章首先介绍电力电子技术在现代社会中的重要地位和发展历程，强调其在能源转化、节能降耗及提高电能质量方面的关键作用。接着，对电力电子技术的核心内容进行概括，包括电力电子器件、电力电子电路、控制策略和应用技术。随后，详细阐述电力电子技术与电子技术、自动控制技术、计算机技术以及电磁兼容技术的相互关系，为后续章节的学习奠定基础。最后，展望了电力电子技术在智能电网、电动汽车、可再生能源等新兴领域的广阔前景。 第二章 半导体电力电子器件 本章深入剖析了构成电力电子电路的各类关键半导体器件。首先，详细介绍了二极管的特性、主要类型（如整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管）及其在电路中的应用。接着，重点阐述了晶闸管（SCR）的工作原理、触发控制方式、关键参数以及其在功率开关电路中的作用。随后，详细介绍了双极型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的结构、工作特性、栅极/基极驱动要求以及在高频开关电路中的优势。在此基础上，深入探讨了绝缘栅双极晶体管（IGBT）的独特结构、性能优势以及其在承受高电压、大电流方面的突出表现。此外，还介绍了电流型和电压型控制的器件，如门极可关断晶闸管（GTO）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）的进一步发展，以及碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型宽禁带半导体器件的特性和应用潜力，强调其在提高效率、减小体积和降低损耗方面的革命性意义。 第三章 电力电子电路基本原理 本章系统讲解了电力电子电路的核心工作原理。首先，详细分析了整流电路的各种类型，包括单相和三相、半控和全控整流，阐述了其稳态和动态特性，以及在电能质量改善方面的意义。接着，深入探讨了滤波电路的设计与应用，包括电感、电容滤波器的原理，以及LC、LCLC滤波器的优化设计，强调其对输出电压平稳性和谐波抑制的作用。随后，详细分析了DC-DC变换器（直流-直流变换器）的各种基本拓扑，如升压（Boost）、降压（Buck）、升降压（Buck-Boost）和四象限（Cuk, SEPIC, Zeta）变换器，重点阐述了其工作模态、占空比控制、输出电压和电流的数学模型，以及在电源管理和能量传输中的应用。然后，详细介绍了逆变电路（DC-AC变换器）的基本原理，包括单相和三相逆变器，以及脉宽调制（PWM）技术在生成高质量交流输出中的核心作用，强调其在电动机驱动和并网逆变器中的关键性。最后，探讨了隔离型DC-DC变换器（如半桥、全桥、推挽、LLC谐振变换器）的结构、隔离原理、漏感利用以及其在安全隔离和电压匹配方面的优势。 第四章 控制理论与PWM技术 本章聚焦于电力电子电路的控制策略和脉宽调制（PWM）技术。首先，介绍了负反馈控制的基本概念、PID控制器的设计原则及其在稳定电力电子系统输出参数中的应用。随后，详细阐述了各种PWM调制技术，包括自然采样PWM、空间矢量PWM（SVPWM）及其在高动态性能和效率方面的优势。特别地，深入分析了针对不同应用场景的PWM策略，如谐波注入PWM、预补偿PWM以及在电流、电压和频率控制中的应用。此外，还探讨了数字控制在电力电子系统中的实现，包括微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）在PWM生成、反馈环路实现和系统保护方面的作用。最后，介绍了多环控制结构，如外环电压控制、内环电流控制，以实现系统性能的最优化。 第二篇 新能源领域的电力电子应用 第五章 新能源发电并网技术 本章专注于电力电子技术在各类新能源发电系统中的关键应用。首先，详细介绍了太阳能光伏发电系统，包括光伏电池的特性、最大功率点跟踪（MPPT）技术，以及DC-AC并网逆变器的基本结构、控制策略和并网要求，强调其在提高光伏发电效率和电网兼容性方面的作用。接着，深入分析了风力发电技术，包括不同类型的风力发电机（如永磁同步发电机、双馈异步发电机），以及相应的DC-DC升压变换器和DC-AC并网逆变器，重点阐述了其在风能捕获效率提升和电网稳定接入方面的贡献。此外，还简要介绍了其他新能源发电技术，如潮汐能、波浪能等，以及电力电子技术在这些领域中的潜在应用。 第六章 电动汽车电力电子系统 本章深入探讨了电力电子技术在电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）中的核心作用。首先，详细介绍了电动汽车的动力系统架构，包括电池管理系统（BMS）、DC-DC变换器（用于电池电压转换和辅助电源供电）、DC-AC逆变器（用于驱动电机）以及车载充电器（OBC）的功能和关键技术。接着，深入分析了驱动电机控制策略，包括矢量控制（FOC）和直接转矩控制（DTC）等，以及它们在提高电机效率、扭矩响应和驾驶体验方面的优势。随后，详细阐述了电动汽车能量回收制动技术，强调电力电子在能量回馈和电池充电过程中的关键作用。最后，探讨了电动汽车的充电技术，包括交流充电和直流快速充电，以及其背后的电力电子功率变换技术。 第七章 储能系统及其电力电子接口 本章重点介绍了电力电子技术在各类储能系统中的应用。首先，详细阐述了电池储能系统（BESS）的结构，包括电池组、电池管理系统（BMS）、DC-DC变换器和DC-AC储能逆变器，以及其在电网调峰调频、削峰填谷和提高电能质量方面的作用。接着，深入分析了超级电容器储能系统，及其与传统电池储能系统的结合应用。此外，还探讨了其他类型的储能技术，如飞轮储能、抽水蓄能等，以及电力电子技术在这些系统中的接口和控制作用。本章强调了电力电子技术在实现储能系统高效充放电、安全运行以及与电网平滑连接方面的重要性。 第八章 智能电网与微电网中的电力电子应用 本章聚焦于电力电子技术在构建现代化智能电网和微电网中的关键作用。首先，介绍了智能电网的核心概念和发展趋势，强调其在信息采集、通信、控制和优化配置方面的智能化。接着，详细阐述了柔性直流输电（HVDC）技术，包括电压源换流器（VSC-HVDC）的优势、拓扑结构和控制策略，以及其在远距离输电、异步交流系统互联和提高电网稳定性方面的作用。随后，深入探讨了微电网的概念、结构和运行模式，以及其在分布式发电、储能和负荷管理中的优势。本章重点介绍了电力电子在微电网的并网/离网切换、孤岛运行控制、频率和电压调节以及能量管理方面的关键技术。 第九章 电磁兼容性（EMC）与可靠性设计 本章关注电力电子系统的电磁兼容性（EMC）和可靠性设计。首先，阐述了电磁干扰（EMI）的产生机理、传播途径和耦合方式，以及电磁兼容性（EMC）的重要性。接着，详细介绍了抑制EMI的常用方法，包括滤波技术、屏蔽技术、接地技术以及布局设计。随后，讨论了电力电子系统的可靠性设计原则，包括元器件选择、热设计、过载保护和故障诊断，以及常见的可靠性分析方法。本章旨在指导读者在设计电力电子系统时，充分考虑EMC问题，确保其在高效率的同时，也能满足严格的电磁兼容性要求，并具备高可靠性。 第十章 电力电子技术的未来发展趋势 本章对电力电子技术的未来发展方向进行展望。首先，探讨了宽禁带半导体器件（SiC、GaN）在未来电力电子领域中的重要作用，包括其在提高效率、降低损耗、缩小体积和提升工作频率等方面的潜力。接着，分析了智能化电力电子系统，包括人工智能（AI）和机器学习（ML）在电力电子控制、故障诊断和系统优化中的应用。随后，介绍了软开关技术、谐振技术以及先进的功率集成技术在提升效率和降低EMI方面的最新进展。最后，对电力电子技术在能源互联网、大规模储能、高效交通和先进制造等领域的未来应用前景进行了展望。 本书内容结构清晰，逻辑严谨，理论与实际相结合，适合作为高等学校电子信息类、电气工程类及相关专业本科生和研究生的教学用书，也可作为从事电力电子技术、新能源技术、电动汽车技术等领域研究和工程技术人员的参考书。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电力电子领域有一定工作经验的工程师，我这次阅读《开关电源基础与应用（第2版）》主要是为了巩固和更新知识。这本书最让我赞赏的一点，是它对时下热门的功率变换器拓扑和控制策略的介绍。比如，对于LLC谐振变换器，书中不仅详细阐述了其工作原理和设计方法，还对比了传统的PWM控制，分析了LLC在软开关、高效率等方面的优势。此外，书中还引入了数字控制在开关电源中的应用，这对于我们这些传统模拟控制出身的工程师来说，是非常有价值的参考。书中对数字控制器的选择、软件设计、以及如何实现高级控制功能，都进行了较为深入的探讨。而且，书中还提及了一些新兴的功率器件和模块，以及它们在开关电源设计中的应用前景。这种与时俱进的内容更新，使得这本书在理论深度和前沿性上都表现得相当出色，能够帮助工程师们跟上行业发展的步伐，提升自身的技术水平。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点，我认为在于其丰富详尽的案例分析。在学习开关电源的过程中，理论的学习固然重要，但缺乏实际的案例支撑，往往会让人感到空泛和无从下手。而《开关电源基础与应用（第2版）》在这方面做得尤为出色。书中针对不同的应用场景，如LED驱动电源、手机充电器、服务器电源等，都提供了详细的设计流程和电路实现。我印象最深的是关于LED驱动电源的部分，作者不仅讲解了恒流控制的原理，还给出了基于PWM和PFM的两种实现方案，并且对元件的选择、PCB布局等方面都给出了详细建议，甚至还讨论了EMI抑制的方法。这种贴近实际工程的设计思路，让我能够清晰地看到理论知识是如何转化为实际产品的，也为我日后进行相关项目的设计打下了坚实的基础。而且，书中对不同拓扑结构的优缺点分析也非常到位，帮助我理解为什么在特定应用中会选择某种拓扑。这种“理论+实践”的教学模式，让我觉得学习过程既充实又有成就感，远超了单纯的理论灌输。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《开关电源基础与应用（第2版）》时，我最大的惊喜在于它对理论知识的阐述方式。不同于一些教科书上来就堆砌复杂的公式和定理，这本书非常巧妙地将基本概念与实际应用相结合。例如，在讲解PWM控制原理时，作者并非直接给出大量的数学推导，而是通过生动形象的比喻和图示，让我这个初学者也能迅速理解其核心思想。随后，书中会紧接着介绍几种典型的PWM控制拓扑，并分析它们在实际电路中的实现方式，这种“由浅入深，循序渐进”的学习路径，极大地降低了学习门槛。我尤其喜欢书中对各种开关器件（如MOSFET、IGBT）选型和驱动原理的细致讲解，这部分内容对于解决实际工程问题至关重要，也比我之前看的很多资料要深入得多。此外，对于电源的保护设计，如过压、过流保护，书中也给出了非常具体的电路实例和设计指导，这让我对如何构建一个稳定可靠的开关电源有了更清晰的认识。总的来说，这本书在理论深度和实践指导性之间找到了一个绝佳的平衡点，对于想要系统学习开关电源的电子和电子工程及自动化专业的学生来说，绝对是一本不容错过的优质教材。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对《开关电源基础与应用（第2版）》并没有抱太高的期望，毕竟市面上这类书籍很多。但当我开始阅读后，我发现这本书在讲解过程中，始终贯穿着一种严谨的科学态度和对细节的关注。举个例子，在讲解电流检测和电压反馈部分，书中不仅给出了几种常用的检测方法（如分流电阻、电流互感器、霍尔传感器），还详细分析了它们各自的优缺点、精度限制以及在实际电路中的应用注意事项。对于反馈环路的设计，书中更是给出了详细的补偿设计步骤和分析方法，并且通过实例演示了如何通过调整补偿参数来改善电源的动态性能和稳定性。我特别欣赏书中对各种寄生效应和非理想因素的讨论，例如开关管的结电容、电感的漏感、PCB走线的电感等，这些看似微小的因素，在实际设计中往往会影响电源的性能甚至可靠性，而这本书则将这些容易被忽略的细节也进行了深入的分析和探讨。这种“精益求精”的治学态度，让我觉得这本书是一本真正值得细细品读的著作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的电子工程专业学生，在准备毕业设计时，我翻阅了多本关于开关电源的书籍，最终选择了这本《开关电源基础与应用（第2版）》。让我印象最深刻的是，它在讲解高级主题时，依然保持了清晰的逻辑和易于理解的语言。例如，书中对于软开关技术（ZVS/ZCS）的介绍，并没有止步于理论层面，而是深入探讨了如何在实际电路中实现这些技术，并分析了它们对提高效率、降低EMI的实际效果。作者还花了很大篇幅讲解了不同类型的开关电源拓扑，如正激、反激、半桥、全桥等，并对它们的适用范围、优缺点进行了详细的比较，这对于我选择合适的拓扑结构进行毕业设计非常有帮助。另外，书中关于电源的可靠性设计和EMC/EMI设计部分，也提供了非常实用的指导和参考。它不仅仅是一本介绍开关电源原理的书，更是一本能够指导我们进行实际电路设计的“工具书”。通过学习这本书，我不仅掌握了开关电源的核心知识，更重要的是学会了如何从工程设计的角度去思考问题，这对于我未来的职业发展将有深远的影响。