開關電源原理與設計

內容概要

《開關電源原理與設計》從系統工程的角度，以開關電源的拓撲結構為類型模塊，以功率因素校正為紐帶，重點介紹非隔離型DC-DC變換器、隔離型DC-DC變換器的主電路拓撲和控制方式，并對開關電源的控制電路、保護電路軟開關與同步整流技術、電磁兼容以及環(huán)路進行了電路分析和設計。本書共12章，內容包括：緒論、開關電源中常用的電力電子器件與驅動、非隔離型DC-DC變換器、隔離型DC-DC變換器、有源功率因數校正技術、軟開關與同步整流技術、開關電源的控制電路、高頻開關整流器的保護電路、開關電源的電磁兼容技術、開關電源中的磁性元件、反饋環(huán)路的穩(wěn)定、開關電源設計實例等內容，重點講述了主電路拓撲和控制方式。
《開關電源原理與設計》可用作高等院校自動化、電氣工程及自動化、測控技術與儀器、機電一體化等專業(yè)本科生的教材及參考書，也可作為從事工業(yè)控制及相關領域工作人員的參考書。本書由沈顯慶、張秀、鄭爽、謝蓄芬、康洪明共同編著。

書籍目錄

第1章  緒論
  1.1  關于開關電源
  1.2  開關電源的基本構成
  1.3  開關電源的分類
  1.4  開關電源的應用
  1.5  開關電源的發(fā)展史
  1.6  開關電源技術的發(fā)展趨勢
第2章  開關電源中常用的電力電子器件與驅動
  2.1  電力二極管
    2.1.1  PN結與電力二極管的工作原理
    2.1.2  二極管的基本特性及主要參數
    2.1.3  二極管的主要類型
  2.2  電力MOSFET
    2.2.1  結構和工作原理
    2.2.2  主要參數
  2.3  絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)
    2.3.1  結構與工作原理
    2.3.2  主要參數
  2.4  驅動電路
    2.4.1  對驅動電路的要求
    2.4.2  集成電路直接驅動
    2.4.3  加入驅動功率放大級驅動
    2.4.4  用變壓器耦合驅動
    2.4.5  光耦合器驅動器
第3章  非隔離型DC-DC變換器
  3.1  降壓式(Buck)變換器
    3.1.1  主電路拓撲和控制方式
    3.1.2  電感電流連續(xù)時Buck變換器的工作原理和基本關系
    3.1.3  電感電流斷續(xù)時Buck變換器的工作原理和基本關系
    3.1.4  電感電流臨界連續(xù)的邊界
  3.2  升壓式(Boost)變換器
    3.2.1  主電路拓撲和控制方式
    3.2.2  電感電流連續(xù)時Boost變換器的工作原理和基本關系
    3.2.3  電感電流斷續(xù)時Boost變換器的工作原理和基本關系
    3.2.4  電感電流臨界連續(xù)的邊界
  3.3  升降壓(Buck／Boost)變換器
    3.3.1  主電路拓撲和控制方式
    3.3.2  電感電流連續(xù)時Buck／Boost變換器的工作原理和基本關系
    3.3.3  電感電流斷續(xù)時BuCk／Boost變換器的工作原理和基本關系
    3.3.4  電感電流臨界連續(xù)的邊界
  3.4  Cuk變換器
    3.4.1  主電路拓撲和控制方式
    3.4.2  電流連續(xù)時Cuk變換器的工作原理和基本關系
    3.4.3  電流斷續(xù)時Cuk變換器的工作原理和基本關系
    3.4.4  兩電感有耦合的Cuk變換器
  3.5  Zeta變換器
    3.5.1  主電路拓撲和控制方式
    3.5.2  電流連續(xù)時Zeta變換器的工作原理和基本關系
    3.5.3  電流斷續(xù)時Zeta變換器的工作原理和基本關系
  3.6  Sepic變換器
    3.6.1  主電路拓撲和控制方式
    3.6.2  電流連續(xù)時Sepic變換器的工作原理和基本關系
第4章  隔離型DC-DC變換器
  4.1  正激式變換器
    4.1.1  主電路組成和控制方式
    4.1.2  電流連續(xù)時正激變換器的工作原理和基本關系
  4.2  反激變換器
    4.2.1  主電路組成和控制方式
    4.2.2  電流連續(xù)時反激變換器的工作原理和基本關系
    4.2.3  電流斷續(xù)時反激變換器的工作原理和基本關系
  4.3  推挽(Plash-Pull)變換器
    4.3.1  推挽式逆變器
    4.3.2  推挽變換器
    4.3.3  推挽變換器的鐵芯偏磁
  4.4  半橋(HalLBridge)變換器
    4.4.1  半橋逆變器
    4.4.2  半橋DC-DC變換器
    4.4.3  考慮漏感時半橋變換器的工作原理
  4.5  全橋(Full-Bridge)變換器
    4.5.1  全橋逆變器
    4.5.2  全橋變換器
    4.5.3  全橋變換器中直流分量的抑制
第5章  有源功率因數校正技術
  5.1  概述
    5.1.1  AC／DC變換器輸入電流的諧波分量
    5.1.2  功率因數和總諧波畸變的定義
    5.1.3  提高AC／DC變換器輸入側功率因數的主要思路
    5.1.4  有關諧波標準
  5.2  基本Boost型PFC電路
    5.2.1  PFC電路的工作原理
    5.2.2  占空比的瞬態(tài)表達式
    5.2.3  理想模型
    5.2.4  電感L的設計
  5.3  PFC電路的控制技術
    5.3.1  DCM工作模式的控制技術
    5.3.2  CCM工作模式的電流型控制技術
  5.4  改進的PFC電路
    5.4.1  ZVT-Boost型PFC電路
    5.4.2  Buck+Boost型PFC電路
    5.4.3  DCM反激式PFC電路
第6章  軟開關與同步整流技術
  6.1  軟開關技術
    6.1.1  硬開關和軟開關
    6.1.2  零電壓開關與零電流開關
    6.1.3  準諧振變換電路
    6.1.4  零開關PWM變換電路
    6.1.5  零轉換PWM變換電路
  6.2  同步整流技術
    6.2.1  電壓自驅動同步整流
    6.2.2  環(huán)路電流抑制
    6.2.3  用于同步整流的功率MOSFET的最新進展
第7章  開關電源的控制電路
  7.1  電壓模式PWM控制器
  7.2  電流模式PWM控制器
  7.3  電壓型控制芯片S(33525
    7.3.1  性能及工作原理
    7.3.2  關斷操作
    7.3.3  SG3525輸出的不同驅動型式
  7.4  脈寬調制芯片UC3843
    7.4.1  UC3843管腳連接圖
    7.4.2  UCB843的主要特性
    7.4.3  UC3843芯片原理
  7.5  移相全橋控制芯片UC3875
    7.5.1  UC3875的電氣特性
    7.5.2  內部結構和工作原理
    7.5.3  各部分的基本工作原理分析
  7.6  峰值電流控制PWM芯片MC34261
    7.6.1  引言
    7.6.2  工作描述
    7.6.3  設計公式
  7.7  平均電流型功率因數校正芯片UC3854
    7.7.1  UC3854內部功能模塊介紹
第8章  高頻開關整流器的保護電路
  8.1  輸入端連續(xù)過電壓保護
  8.2  輸入瞬態(tài)過壓保護
  8.3  啟動沖擊電流抑制
  8.4  軟啟動電路
  8.5  輸出限流保護
  8.6  過熱保護電路
  8.7  缺相保護電路
第9章  開關電源的電磁兼容技術
  9.1  開關電源中的電磁干擾問題
    9.1.1  開關電源干擾的產生
    9.1.2  開關電源外部干擾
    9.1.3  開關電源干擾耦合途徑
  9.2  開關電源中的電磁干擾的抑制
    9.2.1  電磁屏蔽
    9.2.2  接地技術
    9.2.3  濾波器技術
第10章  開關電源中的磁性元件
  10.1  在開關電源中磁性元件的作用
  10.2  磁的基本概念和基本定律
    10.2.1  磁場的幾個常用物理量
    10.2.2  磁路的概念
    10.2.3  磁路的基本定律
  10.3  軟磁性材料
    10.3.1  磁性材料的磁化
    10.3.2  磁材料的磁化曲線
    10.3.3  磁芯損耗
    10.3.4  相對磁導率
    10.3.5  磁芯磁性能
  10.4  高頻變壓器設計方法
    10.4.1  變壓器設計方法之一——面積乘積(AP)法
    10.4.2  變壓器設計方法之二——幾何參數(KG)法
  10.5  電感器設計方法
    10.5.1  電感器設計方法之一——面積乘積(AP)法
    10.5.2  電感器設計方法之二——幾何參數(KG)法
    10.5.3  無直流偏壓的電感器設計
第11章  反饋環(huán)路的穩(wěn)定
  11.1  引言
  11.2  系統振蕩原理
    11.2.1  電路穩(wěn)定的增益準則
    11.2.2  電路穩(wěn)定的增益斜率準則
    11.2.3  輸出LC濾波器的增益特性(輸出電容含／不含E5R)
    11.2.4  脈寬調制器的增益
    11.2.5  LC輸出濾波器加調制器和采樣網絡的總增益
  11.3  誤差放大器幅頻特性曲線的設計
  11.4  誤差放大器的傳遞函數、極點和零點
  11.5  零點、極點頻率引起的增益斜率變化規(guī)則
  11.6  只含單零點和單極點的誤差放大器傳遞函數的推導
  11.7  根據Ⅱ型誤差放大器的零點、極點位置計算相移
  11.8  考慮E5X時LC濾波器的相移
  11.9  設計實例——含有Ⅱ型誤差放大器的正激變換器反饋環(huán)路的穩(wěn)定性
  11.10  Ⅲ型誤差放大器的應用及其傳遞函數
  11.11  Ⅲ型誤差放大器零點、極點位置引起的相位滯后
  11.12  Ⅲ型誤差放大器的原理圖、傳遞函數及零點、極點位置
  11.13  設計實例一一通過Ⅲ型誤差放大器反饋環(huán)路穩(wěn)定正激變換器
  11.14  Ⅲ型誤差放大器元件的選擇
  11.15  反饋系統的條件穩(wěn)定
  11.16  不連續(xù)模式下反激變換器的穩(wěn)定
    11.16.1  從誤差放大器端到輸出電壓節(jié)點的直流增益
    11.16.2  不連續(xù)模式下反激變換器的誤差放大器輸出端到輸出電壓節(jié)點的傳遞函數
  11.17  不連續(xù)模式下反激變換器誤差放大器的傳遞函數
  11.18  設計實例——不連續(xù)模式下反激變換器的穩(wěn)定
  11.19  跨導誤差放大器
第12章  開關電源設計實例
  12.1  完全能量傳遞反激式開關電源的設計
    12.1.1  電珞設計
    12.1.2  反激變換器RCD緩沖器的設計
    12.1.3  主要元件的參數計算與選型
  12.2  基于SG3525的半橋式開關電源的設計
    12.2.1電路設計
    12.2.2  主要元件參數的計算與選擇
  12.3  基于MC3426工的有源功率因數校正器的設計
    12.3.1  電路設計
    12.3.2  主要元件參數的計算與選型
參考文獻

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