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| 編輯推薦： |
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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。
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| 內容簡介： |
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。
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| 關於作者： |
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，井冈特聘教授，江西省百千万人才工程入选者，上饶师范学院副书记。
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。近20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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付世勇，“硬件十万个为什么”微信公众号的技术总监，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。
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。
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| 目錄：
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第一部分
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（LDO）
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 电源的工程实践
16.1 “干净”的电源也会“变脏”
16.2 能不能把开关电源滤“干净”
16.3 理清“功率流”和“信息流”
16.4 DC/DC电源PCB设计关键点
16.5 PCB布局与电源设计要点
第17章 电源新技术
17.1 PoE技术
17.2 USB供电技术
17.3 PMIC技术
17.4 数字电源技术
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| 內容試閱：
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作为硬件工程师，我们常常把目光聚焦在电路的信号处理、组件选择，甚至是调试优化上，却往往忽略了一个决定系统生死的核心要素——电源。你可能听说过，约40%~50%的硬件问题源自于电源设计，这个数据揭示了电源在电子系统中的基础性和重要性。而这仅仅是冰山一角，电源设计远比你想象的要复杂和深刻。
1. 电源是整个系统的“生命线”
你可能没有意识到，每一个电路模块、每一个芯片，都依赖于电源来维持其稳定运行。如果电源设计出现问题，整个系统的健康就会受到威胁。无论是系统无故重启、模拟电路噪声干扰，还是数字电路误触发，电源问题都可能在悄无声息地影响着系统的可靠性和性能。你是否曾因为电源不稳定而无数次调试？这本书将带你深入理解电源设计的关键环节，避免陷入这些烦恼。
2. 电源设计的复杂性决定了其重要性
随着电子产品对电源需求的多样化，电源设计的难度也不断加大。从低功耗便携式设备到高性能计算平台，从严格的瞬态响应要求到严苛的热管理挑战，电源设计的每一个细节都需要细致的考量。在移动设备中，续航力的关键是电源效率；在高频、高速的应用中，纹波和噪声问题几乎决定了产品的成败。如果电源设计没有考虑到这些问题，那么产品可能会面临性能下降、过热，甚至失败的风险。
3. 电源设计是信号完整性和电磁兼容性问题的核心
在高速、高密度的电路设计中，电源不再只是一个简单的“供电源”，它还承担着确保信号完整性和电磁兼容性的重任。不稳定的电源可能导致数字信号的时序错误，造成数据丢失或误码，而电源布局不当又可能引起电磁干扰，甚至让你的产品无法通过认证。一个优秀的电源设计能够帮助你优化系统，提升信号质量，降低电磁干扰（EMI）问题，达到理想的工作状态。
4. 电源设计影响产品的成本与可靠性
你一定明白，如何设计一个既满足性能需求，又能控制成本的电源方案是每个硬件工程师必须面 对的挑战。优秀的电源设计不仅能降低不必要的资源浪费，还能显著提升产品的可靠性。毕竟，电源故障依然是电子产品中最常见的失效模式之一。通过精确优化电源设计，不仅可以提升系统的稳定性，还能延长产品的使用寿命，减少客户抱怨，提升品牌口碑。
5. 电源设计是硬件工程师的核心竞争力
在快速发展的硬件行业中，电源设计能力已成为硬件工程师的核心竞争力。掌握电源设计，你将能够快速解决系统中的各种问题，从而在团队中脱颖而出。此外，你还能更好地支持项目的全局，获得更多的认可与发展机会。尤其是在信号速率日益增高、系统功耗不断要求优化的背景下，电源设计的能力将直接决定你的技术深度和职业发展。
电源设计不仅仅是硬件工程师的一项基本技能，它还关系到产品的性能、可靠性与用户体验。
如果你曾在电源设计方面遇到困惑或挑战，或者想要深入理解电源在整个系统中扮演的角色，那么这本书将是你的不二选择。从基本电路的搭建到复杂系统的设计，本书将带你逐步探索电源设计的每个环节，并通过实际案例帮助你解决在工作中常见的问题。无论你是刚刚踏入硬件领域的新人，还是已经积累了丰富经验的专家，本书都将帮助你提升电源设计的专业水平，走向更广阔的技术舞台。
在本书中，你将获得以下知识：
? 电源设计的核心技术，全面理解从基础结构到复杂系统的设计过程；
? 实战案例解析，帮助你解决实际工作中遇到的难题，让设计更加高效；
? 行业内资深专家的设计心得，助你快速突破技术瓶颈，提升设计能力。
让我们一同走进电源设计的世界，从根本上提升你的硬件设计能力，迈向硬件工程师的更高层次吧！
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