[正版书籍]硬件十万个为什么(电源是怎样炼成的)

编辑推荐

从底层逻辑出发，分解电源结构，掌握设计精髓。20万硬件工程师粉丝关注的一站式进阶电源设计，助力工程实践创新。

目录

第一部分 基础知识 
第1章  电源的概念
1.1 稳压电源的发展历史 
1.2 电源的分类 
1.2.1 按照电压转换类型分类 
1.2.2 按照转换原理进行分类
1.3 开关电源按是否隔离进行分类 
1.4 开关电源的调制方式 
1.5 开关电源的CCM、DCM、BCM模式 
1.6 同步与非同步电源 
1.7 电源芯片规格书要点 
1.8 有效电流的概念
1.9 有效电流的计算
第2章  电源电路的基本元器件 
2.1 电阻在电源电路中的应用
2.2 电容在电源电路中的应用
2.3 电感在电源电路中的应用
2.4 MOSFET在开关电源中的应用
2.4.1 开关管为什么选MOSFET而非三极管 
2.4.2 MOSFET的关键参数 
2.4.3 MOSFET打开和闭合的过程 
2.4.4 为什么选择增强型MOSFET做开关管 
2.4.5 MOSFET的寄生体二极管 
2.4.6 MOSFET的SOA的具体分析
2.5 变压器在电源电路中的应用 
第3章  线性电源的原理与设计  
3.1 线性调整器的工作原理 
3.2 线性电源的实现方式 
3.3 线性电源输出电容与输入电容 
3.4 线性电源的关键参数 
3.5 低压差线性稳压器 
第二部分 开关电源的拓扑结构 
第4章 各类电源拓扑的基本原理 
4.1 开关电源的三个基本拓扑
4.2 开关电源的各种拓扑结构之间的关系
4.3 开关电源的各种拓扑的特性对比及选择
第5章  Buck电路的原理与设计 
5.1 Buck电路的工作过程
5.2 Buck电路的输出电感
5.3 Buck电路的输入电容
5.4 Buck电路的输入电感 
5.5 Buck电路的输出电容 
5.6 Buck电路的Boot电容(自举电容) 
5.7 Buck电路的输出电流检测 
5.8 Buck电路的效率与损耗 
5.9 Buck电路的多相拓扑设计
第6章  Boost电路的原理与设计  
6.1 Boost电路的工作过程
6.2 Boost电路的电感选型
6.3 Boost电路的CCM模式与DCM模式 
6.4 Boost变换器的二极管 
6.5 Boost变换器的输入电容 
6.6 Boost变换器的输出电容 
第7章  反极性Buck-Boost电路的原理与设计
7.1 反极性Buck-Boost电路的工作过程 
7.2 反极性Buck-Boost电路的电感选型 
7.3 反极性Buck-Boost电路的输出电容选型 
7.4 反极性Buck-Boost的CCM模式和DCM模式 
7.5 反极性Buck-Boost的MOSFET和二极管选型 
第8章  其他非隔离拓扑的原理与设计
8.1 Cuk 电源工作原理 
8.2 Zeta电源工作原理 
8.3 SEPIC电源工作原理 
8.4 四开关Buck-Boost电源原理及工作过程解析 
第9章  隔离DC/DC电源的原理与设计
9.1 为什么需要隔离电源 
9.2 “正激”和“反激”
9.3 反激隔离式开关电源的工作过程 
9.4 反激式开关电源的反馈 
9.5 反激式开关电源的变压器基本原理 
9.6 反激式开关电源的变压器的关键参数 
9.6.1 什么是磁畴 
9.6.2 磁芯的材料 
9.6.3 什么是气隙 
9.6.4 什么是漏感 
第三部分 开关电源的控制器和控制理论 
第10章  环路控制的数学基础
10.1 开关电源环路的基本概念 
10.2 傅里叶级数概述 
10.3 从傅里叶级数到傅里叶变换 
10.4 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 
10.5 传递函数与波特图 
10.6 零点和极点 
10.7 拉普拉斯变换的收敛域 
第11章  环路控制的电路分析
11.1 电容基础特性探讨 
11.2 RC滤波电路的频域和时域特性探讨 
11.3 典型LC滤波器的频域分析 
11.4 单极点系统的频域分析 
11.5 积分器的频域分析 
11.6 闭环稳定性的评判标准 
11.7 环路补偿电路 
11.8 线性电源的环路分析 
第12章  电源控制器
12.1 开关电源为什么需要控制系统 
12.2 开关电源控制为什么比想象中复杂 
12.3 如何理解功率级 
12.4 为什么误差放大器会影响系统的响应速度 
12.5 定频控制 
12.6 变频控制 
第四部分 电源的工程问题 
第13章  电源完整性  
13.1 电源完整性基础
13.1.1 什么是电源完整性
13.1.2 电源分配网络
13.1.3 目标阻抗
13.2 ADS 电源完整性仿真流程
13.3 电源完整性直流仿真分析
13.3.1 建立直流仿真
13.3.2 选择电源网络并确定参数
13.3.3 分离元件参数设置
13.3.4 供电端VRM设置
13.3.5 用电端Sink设置
13.3.6 设置Options
13.3.7 运行仿真及查看仿真结果
13.4 电源完整性电热仿真
13.4.1 建立电热仿真分析
13.4.2 热模型设置
13.4.3 设置Options
13.4.4 运行仿真及查看仿真结果
13.5 电源完整性交流分析
13.5.1 VRM、Sink设置
13.5.2 电容模型设置
13.5.3 仿真频率和Options设置
13.5.4 运行仿真并查看仿真结果
13.5.5 产生原理图和子电路
13.5.6 优化仿真结果
第14章  DC/DC的EMI优化  
14.1 电磁兼容的概念 
14.2 dB、dBm、dBμV 
14.3 EMI的要求和规范 
14.4 噪声的频谱 
14.5 传导和辐射发射噪声及其测量 
14.6 传导共模和差模噪声 
14.7 辐射发射测试 
14.8 近场和远场 
14.9 噪声源的抑制 
14.9.1 抑制高频电流环路引起的噪声源 
14.9.2 抑制高频开关节点引起的噪声源 
14.9.3 通过扩频抑制噪声源 
第15章  电源的测试  
15.1 DC/DC电源测试技巧 
15.2 电源测试主要项目 
15.3 电源效率测试 
15.4 纹波和噪声测试 
15.4.1 电源纹波和电源噪声的定义 
15.4.2 如何提高芯片噪声测量的准确性 
15.4.3 电源噪声和纹波的测试工具 
15.4.4 地线的处理 
15.5 开机和保护测试 
15.6 电源稳定性测试 
15.7 电源动态响应测试 
15.8 电源环路稳定性测试 
第16章  电源新技术 
16.1 PoE技术 
16.2 USB供电技术 
16.3 PMIC技术 
16.4 数字电源技术

内容介绍

本书聚焦于DC/DC电源领域，涵盖了国产化芯片的应用范例。全书分为四个部分，每个部分都深入探讨了电源领 域的关键主题。首先，从电源的概念出发，介绍了稳压电源的发展历史、电源的分类及各种线性电源的基本原理；其次，详细讲解了开关电源的各种拓扑结构，深入研究了基本原理与设计；然后，通过数学基础讲解、电路分析，详细讨论了闭环稳定性评判标准和环路补偿电路的应用；最后，结合实际设计过程探讨了电源的工程问题，包含有关电源完整性、DC/ DC的EMI优化及电源的测试和新技术的内容。 
本书从基础知识到高级技术，不仅详细介绍了电源技术的理论知识，还结合实例分析，帮助读者深入理解电源设计 的方法，为实际工程应用提供了全面而深入的指导。 
通过这本书，硬件工程师可以系统地学习和理解DC/DC电源的各个方面，并能应用到实际中工程、自动化控制等相关专业的师生及工程技术人员阅读 。本书非常适合电子，无论是电源技术的初学者还是专业人士，都能从中获得宝贵的知识和经验。

作者介绍

王玉皞
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博士，二级教授，博士生导师，IET Fellow，IEEE Senior Member，中国通信学会高级会员，首批创新创业导师，“井冈学者”特聘教授，江西省百千万人才工程入选者，上饶师范学院党委副书记，江西省应用光学技术重点实验室主任。

朱晓明
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“硬件十万个为什么”创始人，拥有约20万硬件工程师粉丝。曾任华为硬件经理、维护经理、产品经理、产品规划师、系统设计师。有近25年硬件研发经历，参与设计及维护的硬件产品种类非常丰富，包括海军装备、电信设备硬件平台、监控安防、服务器、智能终端等。

谢建宇
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浙江大学硕士，电力电子研究方向。十多年设计及技术支持从业经验。原MPS汽车电子FAE经理，杰华特微电子股份有限公司市场总监，擅长DC/DC的原理和应用，以及EMC优化。

郜俊
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浙江大学硕士，电力电子研究方向。公众号“电源漫谈”的创立者，半导体公司电源及宽禁带器件专家级应用工程师，电源网电子星球号优质创作者，主要方向是模拟电源基础、MCU设计基础、嵌入式设计应用、数字电源控制理论及设计、宽禁带半导体应用等方向。

蒋修国
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是德科技（中国）有限公司大中华区技术支持经理，拥有10年以上高速产品设计经验。擅长高速数字电路的信号完整性和电源完整性仿真、设计和测试。“信号完整性”微信公众号创始人。

罗雨桑
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圣邦微电子股份有限公司电源产品线应用工程师。从事电源IC评估验证、数字电源系统研发等工作。擅长开发软硬件工具以改进研发方法，提升电源芯片研发效率。

付世勇
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“硬件十万个为什么”技术总监，曾任华为硬件系统工程师，PoE技术领域专家，作为IEEE委员全程参与了IEEE802.3bt标准（大功率PoE标准）的制定。拥有二十多项中国发明专利，七项美国发明专利。

冯美文
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就职于杭州硬十科技有限公司，任硬件经理。主导开发国产化芯片无人机解决方案。擅长无人机电源解决方案及AI系统电源解决方案。