開(kāi)關(guān)電源技術(shù)與典型應(yīng)用

前言

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高。任何電器和電氣設(shè)備要正常工作都離不開(kāi)電源供電，由于開(kāi)關(guān)電源具有體積小、功率密度大和工作效率高的一系列優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)電源在人們的工作和生活中得到了廣泛的應(yīng)用?！　?jù)了解，目前工作效率、待機(jī)損耗和功率因數(shù)是在開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用過(guò)程中需要引起重視的重要問(wèn)題。這一方面是節(jié)能的要求，另一方面是使開(kāi)關(guān)電源可靠工作、提高開(kāi)關(guān)電源抗干擾能力和改善開(kāi)關(guān)電源對(duì)外干擾的要求，而要滿(mǎn)足以上有關(guān)技術(shù)要求，離不開(kāi)一些新技術(shù)的推出。例如諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、有源功率因數(shù)和無(wú)源功率因數(shù)校正技術(shù)、同步整流技術(shù)、新電路、新開(kāi)關(guān)電源控制集成電路的設(shè)計(jì)和制造等新技術(shù)的推出，為制造出滿(mǎn)足以上技術(shù)要求的新型開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品提供了可能。新技術(shù)的推出改善了開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，也極大地方便了人們的生活，改善了人們的生活質(zhì)量?！　≈绷鞔箅娏鬏敵龅拈_(kāi)關(guān)電源在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，而電源并聯(lián)均流技術(shù)又是一個(gè)很好的應(yīng)用實(shí)例，電源并聯(lián)均流技術(shù)為實(shí)現(xiàn)大電流輸出電源產(chǎn)品的模塊化提供了可能?！　⊥瑫r(shí)，由于數(shù)字技術(shù)和總線(xiàn)技術(shù)的一系列優(yōu)點(diǎn)，將數(shù)字技術(shù)和總線(xiàn)技術(shù)（如I2C、SPI、SMBus、USB、PMBus和UART等）引入開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品，極大提高和改善了開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的使用方便性、構(gòu)建和調(diào)整靈活性、維護(hù)方便性等性能，數(shù)字開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)已成為當(dāng)前開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。數(shù)字開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品與模擬開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品，無(wú)論在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)方法上都有所不同，所需的知識(shí)結(jié)構(gòu)也有所不同。在數(shù)字開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中需用到編程技術(shù)、總線(xiàn)技術(shù)和接口技術(shù)等。而在模擬開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中，經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的積累對(duì)模擬開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有很重要的影響。數(shù)字開(kāi)關(guān)電源技術(shù)受計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)和影響，數(shù)字開(kāi)關(guān)電源技術(shù)進(jìn)步很快，新概念、新產(chǎn)品的推出周期越來(lái)越短，受益的是廣大用戶(hù)，但是對(duì)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)和研發(fā)人員的知識(shí)更新提出了更高要求，使進(jìn)入電源產(chǎn)業(yè)的門(mén)檻得到提高。

內(nèi)容概要

本書(shū)對(duì)數(shù)字電源技術(shù)、有關(guān)總線(xiàn)技術(shù)在數(shù)字電源中的應(yīng)用，同步整流技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行了介紹和分析。全書(shū)共8章，主要包括開(kāi)關(guān)電源工作原理與電路結(jié)構(gòu)，電源電路常用電了二元器件與特性，功率因數(shù)與功率因數(shù)校正，電磁兼容與電磁干擾，常用開(kāi)關(guān)電源典型應(yīng)用電路，數(shù)字電源和總線(xiàn)技術(shù)，同步整流技術(shù)與應(yīng)用，電源并聯(lián)均流技術(shù)與典型應(yīng)用和國(guó)際上的有關(guān)節(jié)能法案等內(nèi)容。    本書(shū)適合于有關(guān)電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及研發(fā)的工程技術(shù)人員和廣大電了技術(shù)愛(ài)好者學(xué)習(xí)參考，也可以作為大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章　開(kāi)關(guān)電源工作原理與電路結(jié)構(gòu)  1.1  開(kāi)關(guān)電源工作原理與分類(lèi)    1.1.1  開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)    1.1.2　開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理    1.1.3　開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi)  1.2　開(kāi)關(guān)電源的反饋控制方式與有關(guān)能耗要求    1.2.1  開(kāi)關(guān)電源常用的反饋控制方式    1.2.2　對(duì)開(kāi)關(guān)電源的有關(guān)能耗要求  1.3　軟開(kāi)關(guān)變換器    1.3.1　硬開(kāi)關(guān)與開(kāi)關(guān)損耗    1.3.2　軟開(kāi)關(guān)技術(shù)  1.4　常用開(kāi)關(guān)電源電路拓?fù)渑c特點(diǎn)  1.5　開(kāi)關(guān)電源的干擾第2章  電源電路常用電子元器件與特性  2.1　雙極型晶體管    2.1.1　雙極型晶體管（BJT）的特性    2.1.2　雙極型開(kāi)關(guān)晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電路    2.1.3　幾種常見(jiàn)開(kāi)關(guān)晶體管基極驅(qū)動(dòng)加速電路    2.1.4　雙極型開(kāi)關(guān)晶體管的抗飽和電路    2.1.5　雙極型晶體管的二次擊穿和安全工作區(qū)    2.1.6　雙極型開(kāi)關(guān)晶體管的保護(hù)電路    2.1.7　開(kāi)關(guān)電源用功率開(kāi)關(guān)晶體管的選用  2.2　大功率晶體管（GTR）      2.2.1　功率晶體管的結(jié)構(gòu)和工作原理    2.2.2　功率晶體管的開(kāi)關(guān)特性    2,2.3　功率晶體管的極限參數(shù)    2,2.4　達(dá)林頓復(fù)合管與功率晶體管模塊    2.2.5　功率晶體管的驅(qū)動(dòng)電路  2.3　功率MOSFET管Lj柵極驅(qū)動(dòng)電路    2.3.1　功率MOSFET管    2.3.2　功率MOSFET管的基本特性    2.3.3　功率MOSFET管的主要參數(shù)    2.3.4　功率MOSFET管的主要特點(diǎn)    2.3.5　功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的驅(qū)動(dòng)電路    2.3.6　功率MOSFET管的保護(hù)電路    2.3.7  由功率MOSFET管構(gòu)成的線(xiàn)性穩(wěn)壓電路  2.4　絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）      2.4.1  絕緣柵雙極型晶體管（1GBT）的特點(diǎn)    2.4.2  IGBT的結(jié)構(gòu)與工作原理    2.4.3  IGBT的靜態(tài)工作特性    2.4.4  IGBT的動(dòng)態(tài)工作特性與有關(guān)參數(shù)    2.4.5  IGBT的主要參數(shù)    2.4.6  IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)及要求  2.5  光電耦合器    2.5.1　光電耦合器的類(lèi)型、選取原則及性能特點(diǎn)    2.5.2　光電耦合器的主要參數(shù)、選用與檢測(cè)  2.6　低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器    2.6.1  線(xiàn)性穩(wěn)壓器存在的問(wèn)題    2.6.2　低壓差穩(wěn)壓技術(shù)（LDO）      2.6.3　LDO的輸出過(guò)電流保護(hù)    2.6.4　LDO的熱管理  2.7　TL431的主要特性與應(yīng)用    2.7.1　TL431的主要特性    2.7.2　TL431的工作原理    2.7.3　TL431的檢測(cè)  2.8　開(kāi)關(guān)電源中的磁性元件    2.8.1  開(kāi)關(guān)電源中磁性元件的功能    2.8.2　磁性材料及鐵氧體磁性材料    2.8.3　磁性材料的基本特性    2.8.4　軟磁鐵氧體磁芯  2.9　電容器    2.9.1　陶瓷電容器    2.9.2　溥膜電容器    2.9.3　電解電容器第3章　功率因數(shù)與功率因數(shù)校正  3.1　功率因數(shù)校正原理    3.1.1　功率因數(shù)的定義    3.1.2　PF與總諧波失真系數(shù)的關(guān)系    3.1.3　不良功率因數(shù)的來(lái)源與改善    3.1.4　諧波電流對(duì)電網(wǎng)的危害    3.1.5　IEC 61000-3-2關(guān)于電氣設(shè)備的分類(lèi)  3.2　功率因數(shù)校正的實(shí)現(xiàn)方法    3.2.1　常用功率因數(shù)校正電路分類(lèi)    3.2.2　無(wú)源功率因數(shù)校正　……第4章　電磁兼容與電磁干擾第5章　常用開(kāi)關(guān)電源典型應(yīng)用電路第6章　數(shù)字電源和總線(xiàn)技術(shù)第7章　同步整流技術(shù)與應(yīng)用　第8章　電源并聯(lián)均流技術(shù)與典型應(yīng)用附錄A　常用英文術(shù)語(yǔ)中文解釋附錄B　國(guó)際上的有關(guān)節(jié)能法案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　開(kāi)關(guān)電源工作原理與電路結(jié)構(gòu)　　1.1　開(kāi)關(guān)電源工作原理與分類(lèi)　　1.1.1　開(kāi)關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)　　開(kāi)關(guān)電源是進(jìn)行交流/直流（AC/DC）、直流/直流（DC/DC）、直流/交流（DC/AC）功率變換的裝置，通過(guò)對(duì)主變換回路和控制回路的控制完成變換。主變換回路將輸入的交流電變換后傳遞給負(fù)載，它決定開(kāi)關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)形式、變換要求和負(fù)載能力等技術(shù)指標(biāo)；控制回路按輸入、輸出技術(shù)指標(biāo)的要求來(lái)檢測(cè)、控制主變換回路的工作狀態(tài)。開(kāi)關(guān)電源集成控制電路就是將控制回路集成化的集成電路。　　一般開(kāi)關(guān)電源控制集成電路包括振蕩器、誤差放大器、PWM觸發(fā)器、狀態(tài)控制器等部分功能電路，高品質(zhì)開(kāi)關(guān)電源還包括高電壓功率開(kāi)關(guān)管、電流比較器，以及各種保護(hù)功能電路?！　∷^AC/DC變換就是交流/直流變換；AC/AC變換稱(chēng)為交流/交流變換，即為改變電源的頻率；DC/AC變換稱(chēng)為逆變；DC/DC變換為直流電變成交流電后再將交流電變?yōu)橹绷麟?。?0世紀(jì)60年代研發(fā)出了二極管、三極管半導(dǎo)體器件后，人們就開(kāi)始利用半導(dǎo)體器件進(jìn)行變換。所以，凡是利用半導(dǎo)體功率器件做開(kāi)關(guān)，將一種電源形態(tài)變換成另一種電源形態(tài)的電路，稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源變換電路。在電源變換時(shí)，采用開(kāi)關(guān)變換技術(shù)，利用自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)穩(wěn)定輸出，并加有各種保護(hù)控制電路的電源開(kāi)關(guān)變換電路，稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源。

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