開關穩(wěn)壓電源的設計和應用（第2版）

電力電子新技術系列圖書序言

前言

第1章緒論1

1.1關于開關穩(wěn)壓電源1

1.2開關電源的發(fā)展史2

1.3開關電源的應用7

1.4本書的基本結構8

參考文獻9

第2章PWM開關電路拓撲10

2.1開關電源中電力電子電路的分類10

2.2非隔離型DC-DC變換電路11

2.2.1降壓（Buck）型電路12

2.2.2升壓（Boost）型電路18

2.2.3升降壓（Buck-Boost）型電路22

2.2.4丘克（Cuk）型電路27

2.2.5Sepic型電路28

2.2.6Zeta型電路29

2.3隔離型電路31

2.3.1正激型電路31

2.3.2反激型電路35

2.3.3半橋型電路38

2.3.4全橋型電路41

2.3.5推挽型電路45

2.4整流電路48

2.4.1全橋整流電路48

2.4.2全波整流電路49

2.4.3倍流整流電路49

2.4.4同步整流技術52

2.5雙向DC-DC電路54

2.5.1非隔離型雙向DC-DC電路54

2.5.2隔離型雙向DC-DC電路57

2.6小結58

參考文獻58

第3章軟開關技術60

3.1軟開關的基本概念60

3.1.1硬開關與軟開關60

3.1.2零電壓開關與零電流開關62

3.2軟開關電路的分類62

3.2.1準諧振電路62

3.2.2零電壓開關PWM電路和零電流開關PWM電路63

3.2.3零電壓轉換PWM電路和零電流轉換PWM電路64

3.3典型的軟開關電路64

3.3.1零電壓準諧振電路65

3.3.2移相全橋型零電壓開關PWM電路67

3.3.3有源鉗位正激型電路72

3.3.4有源鉗位反激型電路75

3.3.5零電壓轉換PWM電路78

3.3.6不對稱半橋型電路79

3.3.7軟開關PWM三電平直流變換器80

3.4諧振變換電路的原理及分類82

3.5典型的諧振變換電路83

3.5.1串聯(lián)諧振電路83

3.5.2并聯(lián)諧振電路86

3.5.3串并聯(lián)諧振電路89

3.6小結92

參考文獻93

第4章開關電源控制系統(tǒng)的原理95

4.1開關電路的建模95

4.1.1理想開關模型96

4.1.2狀態(tài)空間平均模型97

4.1.3小信號模型99

4.2控制系統(tǒng)各部分的傳遞函數(shù)100

4.2.1開關電路100

4.2.2PWM比較器104

4.2.3調節(jié)器105

4.3基于傳遞函數(shù)的分析方法106

4.3.1系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析106

4.3.2動態(tài)性能分析109

4.4電壓模式控制與電流模式控制110

4.5電壓模式控制系統(tǒng)及其模型111

4.6電流模式控制及其建模112

4.6.1峰值電流模式控制113

4.6.2平均電流模式控制114

4.6.3倍周期振蕩和電流環(huán)的平均模型114

4.6.4對平均模型的改進及新的建模方法115

4.7并機均流控制的原理124

4.8小結128

參考文獻128

第5章常用電力電子器件130

5.1二極管130

5.2電力MOSFET134

5.2.1結構和工作原理134

5.2.2主要參數(shù)137

5.2.3新型MOSFET器件簡介138

5.3絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)139

5.3.1結構與工作原理139

5.3.2主要參數(shù)141

5.3.3IGBT的發(fā)展及新型結構工藝簡介141

5.4MOSFET及IGBT的驅動及保護143

5.4.1MOSFET及IGBT的驅動143

5.4.2MOSFET及IGBT的保護147

5.5功率模塊與功率集成電路149

5.6基于寬禁帶半導體材料的電力電子器件151

5.6.1碳化硅肖特基二極管152

5.6.2碳化硅場效應晶體管153

5.6.3氮化鎵場效應晶體管153

5.7小結155

參考文獻156

第6章無源器件157

6.1常用電容器及選型157

6.1.1電容器的主要參數(shù)157

6.1.2電解電容器159

6.1.3有機薄膜電容器162

6.1.4瓷介電容器162

6.2電感及變壓器163

6.2.1常用的軟磁材料163

6.2.2電感167

6.2.3變壓器171

6.3小結174

參考文獻175

第7章功率電路的設計176

7.1開關電源的主要技術指標及分析176

7.1.1輸入?yún)?shù)176

7.1.2輸出參數(shù)177

7.1.3電磁兼容性能指標179

7.1.4其他指標180

7.2主電路設計181

7.2.1主電路的選型181

7.2.2硬開關與軟開關電路的選擇181

7.2.3正激、推挽、半橋和全橋型電路的主電路元器件參數(shù)的計算182

7.2.4反激型電路的主電路元器件參數(shù)的確定188

7.3熱設計和結構設計191

7.3.1開關元件的熱設計191

7.3.2變壓器和電抗器的熱設計192

7.3.3機箱結構的設計194

7.4小結195

參考文獻195

第8章控制電路的設計196

8.1電壓模式控制電路的設計196

8.1.1電壓調節(jié)器的結構形式196

8.1.2電壓調節(jié)器的參數(shù)197

8.2峰值電流模式控制電路的設計200

8.3平均電流模式控制電路的設計200

8.4控制電路結構和主要組成部分的原理202

8.5典型的PWM控制電路204

8.6數(shù)字PWM控制芯片218

8.6.1數(shù)字PWM控制器的結構方案218

8.6.2典型的數(shù)字PWM控制器芯片219

8.7小結221

參考文獻221

第9章功率因數(shù)校正技術223

9.1諧波和功率因數(shù)的定義223

9.2開關電源的功率因數(shù)校正技術226

9.3單相功率因數(shù)校正電路227

9.3.1基本原理227

9.3.2主電路參數(shù)計算231

9.3.3單相功率因數(shù)校正的控制電路234

9.4三相功率因數(shù)校正電路237

9.5軟開關功率因數(shù)校正電路240

9.6單級功率因數(shù)校正技術241

9.6.1單相單級功率因數(shù)校正變換器241

9.6.2三相單級功率因數(shù)校正變換器245

9.7小結247

參考文獻248

第10章開關電源的電磁兼容問題250

10.1電磁兼容的基本概念250

10.2開關電路的EMI模型251

10.3EMI濾波器的設計256

10.4抗干擾實驗及抗干擾設計259

10.5小結261

參考文獻261

第11章開關電源設計實例262

11.1 90W反激型電源適配器設計262

11.1.1技術指標262

11.1.2輸入PFC電路的設計262

11.1.3反激型電路的設計267

11.2同步Buck型電路的設計270

11.2.1技術指標270

11.2.2電感的設計270

11.2.3MOSFET的計算271

11.2.4控制芯片的選擇271

11.3 3kW通信用開關電源設計273

11.3.1技術要求273

11.3.2主電路設計273

11.3.3控制電路的結構279

11.4 6kW電力操作電源設計280

11.4.1技術要求280

11.4.2主電路設計280

11.5小結285

參考文獻285