開關(guān)電源技術(shù)與典型應(yīng)用

前言

　　隨著社會經(jīng)濟的不斷發(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電源供電，由于開關(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，開關(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、待機損耗和功率因數(shù)是在開關(guān)電源的設(shè)計、生產(chǎn)和使用過程中需要引起重視的重要問題。這一方面是節(jié)能的要求，另一方面是使開關(guān)電源可靠工作、提高開關(guān)電源抗干擾能力和改善開關(guān)電源對外干擾的要求，而要滿足以上有關(guān)技術(shù)要求，離不開一些新技術(shù)的推出。例如諧振軟開關(guān)技術(shù)、有源功率因數(shù)和無源功率因數(shù)校正技術(shù)、同步整流技術(shù)、新電路、新開關(guān)電源控制集成電路的設(shè)計和制造等新技術(shù)的推出，為制造出滿足以上技術(shù)要求的新型開關(guān)電源產(chǎn)品提供了可能。新技術(shù)的推出改善了開關(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。　　直流大電流輸出的開關(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)又是一個很好的應(yīng)用實例，電源并聯(lián)均流技術(shù)為實現(xiàn)大電流輸出電源產(chǎn)品的模塊化提供了可能?！　⊥瑫r，由于數(shù)字技術(shù)和總線技術(shù)的一系列優(yōu)點，將數(shù)字技術(shù)和總線技術(shù)（如I2C、SPI、SMBus、USB、PMBus和UART等）引入開關(guān)電源產(chǎn)品，極大提高和改善了開關(guān)電源產(chǎn)品的使用方便性、構(gòu)建和調(diào)整靈活性、維護方便性等性能，數(shù)字開關(guān)電源產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)已成為當(dāng)前開關(guān)電源產(chǎn)品開發(fā)的一個熱點。數(shù)字開關(guān)電源產(chǎn)品與模擬開關(guān)電源產(chǎn)品，無論在設(shè)計、開發(fā)方法上都有所不同，所需的知識結(jié)構(gòu)也有所不同。在數(shù)字開關(guān)電源產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)中需用到編程技術(shù)、總線技術(shù)和接口技術(shù)等。而在模擬開關(guān)電源產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)中，經(jīng)驗和知識的積累對模擬開關(guān)電源產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)有很重要的影響。數(shù)字開關(guān)電源技術(shù)受計算機技術(shù)的推動和影響，數(shù)字開關(guān)電源技術(shù)進步很快，新概念、新產(chǎn)品的推出周期越來越短，受益的是廣大用戶，但是對開關(guān)電源的設(shè)計和研發(fā)人員的知識更新提出了更高要求，使進入電源產(chǎn)業(yè)的門檻得到提高。

內(nèi)容概要

本書對數(shù)字電源技術(shù)、有關(guān)總線技術(shù)在數(shù)字電源中的應(yīng)用，同步整流技術(shù)等內(nèi)容進行了介紹和分析。全書共8章，主要包括開關(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，常用開關(guān)電源典型應(yīng)用電路，數(shù)字電源和總線技術(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)用和國際上的有關(guān)節(jié)能法案等內(nèi)容。    本書適合于有關(guān)電源產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)及研發(fā)的工程技術(shù)人員和廣大電了技術(shù)愛好者學(xué)習(xí)參考，也可以作為大專院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的參考書。

書籍目錄

第1章　開關(guān)電源工作原理與電路結(jié)構(gòu)  1.1  開關(guān)電源工作原理與分類    1.1.1  開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)    1.1.2　開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理    1.1.3　開關(guān)電源的分類  1.2　開關(guān)電源的反饋控制方式與有關(guān)能耗要求    1.2.1  開關(guān)電源常用的反饋控制方式    1.2.2　對開關(guān)電源的有關(guān)能耗要求  1.3　軟開關(guān)變換器    1.3.1　硬開關(guān)與開關(guān)損耗    1.3.2　軟開關(guān)技術(shù)  1.4　常用開關(guān)電源電路拓撲與特點  1.5　開關(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　雙極型開關(guān)晶體管的基極驅(qū)動電路    2.1.3　幾種常見開關(guān)晶體管基極驅(qū)動加速電路    2.1.4　雙極型開關(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　雙極型開關(guān)晶體管的保護電路    2.1.7　開關(guān)電源用功率開關(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　功率晶體管的開關(guān)特性    2,2.3　功率晶體管的極限參數(shù)    2,2.4　達林頓復(fù)合管與功率晶體管模塊    2.2.5　功率晶體管的驅(qū)動電路  2.3　功率MOSFET管Lj柵極驅(qū)動電路    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    2.3.5　功率場效應(yīng)晶體管的驅(qū)動電路    2.3.6　功率MOSFET管的保護電路    2.3.7  由功率MOSFET管構(gòu)成的線性穩(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    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)動及要求  2.5  光電耦合器    2.5.1　光電耦合器的類型、選取原則及性能特點    2.5.2　光電耦合器的主要參數(shù)、選用與檢測  2.6　低壓差線性穩(wěn)壓器    2.6.1  線性穩(wěn)壓器存在的問題    2.6.2　低壓差穩(wěn)壓技術(shù)（LDO）      2.6.3　LDO的輸出過電流保護    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  2.8　開關(guān)電源中的磁性元件    2.8.1  開關(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)的來源與改善    3.1.4　諧波電流對電網(wǎng)的危害    3.1.5　IEC 61000-3-2關(guān)于電氣設(shè)備的分類  3.2　功率因數(shù)校正的實現(xiàn)方法    3.2.1　常用功率因數(shù)校正電路分類    3.2.2　無源功率因數(shù)校正　……第4章　電磁兼容與電磁干擾第5章　常用開關(guān)電源典型應(yīng)用電路第6章　數(shù)字電源和總線技術(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)語中文解釋附錄B　國際上的有關(guān)節(jié)能法案參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　開關(guān)電源工作原理與電路結(jié)構(gòu)　　1.1　開關(guān)電源工作原理與分類　　1.1.1　開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)　　開關(guān)電源是進行交流/直流（AC/DC）、直流/直流（DC/DC）、直流/交流（DC/AC）功率變換的裝置，通過對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載，它決定開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)形式、變換要求和負載能力等技術(shù)指標(biāo)；控制回路按輸入、輸出技術(shù)指標(biāo)的要求來檢測、控制主變換回路的工作狀態(tài)。開關(guān)電源集成控制電路就是將控制回路集成化的集成電路?！　∫话汩_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)開關(guān)電源還包括高電壓功率開關(guān)管、電流比較器，以及各種保護功能電路。　　所謂AC/DC變換就是交流/直流變換；AC/AC變換稱為交流/交流變換，即為改變電源的頻率；DC/AC變換稱為逆變；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，人們就開始利用半導(dǎo)體器件進行變換。所以，凡是利用半導(dǎo)體功率器件做開關(guān)，將一種電源形態(tài)變換成另一種電源形態(tài)的電路，稱為開關(guān)電源變換電路。在電源變換時，采用開關(guān)變換技術(shù)，利用自動控制技術(shù)來穩(wěn)定輸出，并加有各種保護控制電路的電源開關(guān)變換電路，稱為開關(guān)電源。

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