《開(kāi)關(guān)電源寶典 降壓電路(BUCK)的原理與應(yīng)用》前言

我是“余生死磕電源，致力于成為電源大師”的“電源先生”。

嗨，硬件攻城獅或電源工程師同行們，我想寫本專門解析BUCK電源電路的書籍，以下是“前言”內(nèi)容的部分摘錄以及當(dāng)前的目錄，當(dāng)前已經(jīng)完成22萬(wàn)多字500多頁(yè)了，即使如此，離真正出版書籍，還有很長(zhǎng)的路要走。所以，僅看目錄的話，你們覺(jué)得這本書值得期待嗎？歡迎給我留言討論。

此書，我為什么要寫？

其一，不要“大”“全”，想要“小”“美”。

很多講述開(kāi)關(guān)電源原理的書籍，如《精通開(kāi)關(guān)電源 [美] Keith Billings, Taylor Morey 著》、《開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì) [美] Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey 著》、《精通開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)（第2版） [美] Sanjaya Maniktala 著》等，幾乎都是從宏觀的角度講述了很多內(nèi)容，包括但不限于非隔離/隔離拓?fù)涞拈_(kāi)關(guān)電源技術(shù)、降壓拓?fù)洌˙uck Topology）、升壓拓?fù)洌˙oost Topology）、降升壓拓?fù)洌˙uck-Boost）、正激拓?fù)洌‵orward）、反激拓?fù)洌‵ly-back）、半橋轉(zhuǎn)換器（Half-Bridge）、全橋轉(zhuǎn)換器（Full-Bridge）、電磁干擾EMI，以及功率因數(shù)校正PFC等（當(dāng)然，也是有很多技術(shù)細(xì)節(jié)值得學(xué)習(xí)的），典型特點(diǎn)是“大”“全”。在本書出版前，未見(jiàn)有類似專注于“非隔離降壓型開(kāi)關(guān)電源”這一種開(kāi)關(guān)電源拓?fù)涞臅?，讓與我類似的想深入理解并掌握Buck電路的硬件或電源“攻城獅”們犯難。所以，本書專注于“小”“美”。

其二，“貪得無(wú)厭”，做到了“知其然”，我還想要“知其所以然”。

借用電影《劍雨》中李鬼手的臺(tái)詞“我李鬼手治病救人，除了黃金以外，還有一個(gè)要求，就是要搞清楚來(lái)龍去脈”?！俺脊庠弧保骸爸淙唬恢渌匀弧笔墙?jīng)驗(yàn)，是迷信，“知其然，又知其所以然”是理論，是科學(xué)。比如，在分析MOSFET開(kāi)關(guān)損耗時(shí)，有些資料中前面的系數(shù)是1/2（參考公式3.9.4-23-5），有些資料中前面的系數(shù)是1/6（參考公式3.9.4-23-17），二者相差了3倍，如果不清楚它們的區(qū)別是什么，就不知道具體該怎么應(yīng)用。再比如，降壓電路的自舉電容取值通常在22nF到100nF之間，這就是“知其然，不知其所以然”的經(jīng)驗(yàn)值；根據(jù)公式Cboot≥Qg(total)/ (5%*Vboot)計(jì)算而來(lái)的具體取值，就是“知其然，又知其所以然”的理論值。搞清楚了來(lái)龍去脈，很多知識(shí)就不再是玄學(xué)。

其三，以身作則，寫作此書，是為勸學(xué)。

雖然我還沒(méi)掌握的知識(shí)仍然很多，雖然我還沒(méi)“成為電源大師（BeaMaster of Power）”（這是我的個(gè)人愿景），但我想以此書為始，勤學(xué)不輟，行為“師”（指電源工程師）范。我們?yōu)楹我獙W(xué)習(xí)？因?yàn)閾碛兄R(shí)的人能夠顛覆常識(shí)。眾所周知“風(fēng)險(xiǎn)與收益成正比”。這句簡(jiǎn)潔的話，并不總是正確，類似于是示波器限制帶寬后采集到的信號(hào)，丟失了某些關(guān)鍵信息。其實(shí)，風(fēng)險(xiǎn)與收益之間隱藏著一個(gè)巨大的變量，就是知識(shí)（或者叫做能力）。比如走鋼絲、鐵籠飛車，對(duì)于不具備相關(guān)能力的外行來(lái)說(shuō)，這些技能就是在“能力圈”之外，是具有較大風(fēng)險(xiǎn)的。對(duì)于具備相關(guān)能力的專業(yè)人士，這些技能就是在“能力圈”之內(nèi)，幾乎是沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)的。如果我們學(xué)習(xí)到了更多更深的知識(shí)，就能夠做到賣油翁那樣“惟手熟爾”。因?yàn)閾碛兄R(shí)的人抗風(fēng)險(xiǎn)能力更強(qiáng)反脆弱能力更強(qiáng)。類似于“電感上的電流不能突變”“電容上的電壓不能突變”，當(dāng)電感量和電容量足夠大時(shí)，其上電壓和電流就幾乎是不變的。再比如，一杯300mL的水，一個(gè)人可以在一分鐘之內(nèi)喝完，這杯水的變化量是100%（從100%到0），這算是小尺度；假設(shè)杯子大如東海，裝著東海之水，一人、或十人、或百人、或千人，在一分鐘、一小時(shí)、甚至一年的時(shí)間內(nèi)，也難將這個(gè)“大杯水”喝到有變化，這就是大尺度。如果我們學(xué)習(xí)到了更多更深的知識(shí)，就能夠做到“大電感”“大電容”“大杯水”那樣淡定從容。

所以，我決定，將Buck電路“查他個(gè)底兒掉”（來(lái)自電影《臥虎藏龍》中貝勒府吳泰保的臺(tái)詞；玉嬌龍偷了青冥寶劍后逃回玉府，被吳泰保追蹤到，后來(lái)匯報(bào)給貝勒爺，道“青冥劍是沒(méi)回來(lái)，可我敢賭，賊人與玉大人家有瓜落兒。查他個(gè)底兒掉！”）。始“概述”，講“原理”，述“（電壓、電流和功率）參數(shù)解析”，談“動(dòng)態(tài)響應(yīng)”，論“應(yīng)用方法”，道“測(cè)試測(cè)量”，教“規(guī)格書閱讀方法”，以至幾近“無(wú)微不至”。

此書，與別的開(kāi)關(guān)電源書籍有何不同？

如果是大學(xué)教授寫的開(kāi)關(guān)電源相關(guān)的書籍或者教材，可能會(huì)有很多理論研究的成果和方法，偏向于教學(xué)；與此不同的是，本書是由作者作為一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的硬件工程師而寫成的，有理論分析，但更多更重要的是該理論對(duì)實(shí)際應(yīng)用是否具有指導(dǎo)意義。一如，由史學(xué)家司馬遷父子操刀而成的《史記》，與由政治家司馬光操刀而成的《通鑒》（即《資治通鑒》）也是不一樣的；《史記》重在“史”，而《通鑒》重在“資治”（“鑒于往事，資于治道”，即以歷史的得失作為鑒誡來(lái)加強(qiáng)統(tǒng)治）。

審核編輯 黃宇