强势回归——《精通开关电源(第3版·修订版)》!

2017 年 9 月 4 日 图灵教育 图小鹿整理

说到罗永浩,大家都再熟悉不过了!条件反射一般,脑袋里会出现两个字“锤子”!话说锤子手机前段时间获得了10亿元的融资,让这个曾经频临危险的企业又一次活了过来!当然,小编今天不是和大家谈手机的!小编更感兴趣的是黑莓手机要重新回归市场了(天啊!扯远了......)。那么说到老罗,又不谈手机的话,想必大家都已经猜到小编今天要谈点啥? 那当然是“情怀”了。这个以工业时代的“工匠”自居,置所有技术逻辑于不顾,产品中处处体现个人理念和情感的老罗,无疑是这个时代情怀人物的代表。


这个物欲横流的时代,虽然人们对新鲜事物趋之若鹜,但是在每个人心里还都有那么一份情怀,可能你看不到,它也可能很小,但是却一直在心灵深处影响着你的选择。谈到情怀,做书的人自然能联系到图书。在大市场不断更新变化的今天,如果说一本书能销售十几年,不仅是读者的幸运,也是一本书最美好的归宿。经典老书的持续出版是图书本身、读者和图书出版人共同维系运转的。图灵总编武总说过,做一本书就好比种一棵树!出书人最大的愿望就是看着自己种的这颗树苗茁壮成长。


前一段时间,有读者在微信后台私信小编,说特别喜欢图灵电子电气类书籍,家里有我们整套的书,可惜现在有几本书已经不出了,也找不到了!确实有这样一些书,它们内容好、出版质量高,然而由于各方面原因,销量渐渐走低,乃至最终停止印刷,这是喜爱这批书和策划出版者最为遗憾的事情。


最近,有一本书的重新出版,帮助喜爱这本书的读者免去了一件遗憾的事情—— Switchmode Power Supply Handbook (原书名《开关电源手册(第3版)》)更名为《精通开关电源(第3版·修订版)》已经重新上架。不好意思,请不要将这本书跟另一本《精通开关电源设计(第2版)》Switching Power Supplies A-Z)搞混。

作者:Keith Billings , Taylor Morey
译者:张占松,汪仁煌,谢丽萍,王晓刚等
定价:119.00元

  • 介绍开关电源技术的实用指导手册,领域内覆盖面最全的经典图书之一

  • 世界顶级专家几十年经验凝结,首版后畅销不衰,被工程师奉为开关电源业界标准

  • 提供大量线路图和波形图,并给出不多见的诺模图,方便读者分析和设计

  • 新版增加了合著者Taylor Morey,包括了谐振与准谐振系统、高效率大容量移相调制变换器等新内容

第3版继承了前两版的特色,略去了复杂的数学推导和理论,贴近实际,面向问题,提供可以立即用于实践的设计指导。作者还融入了电源设计领域的新技术和新进展,提供了许多新的拓扑结构、新的实例,清晰地介绍了元器件选择步骤,并给出了诺模图,读者完全可以据此设计出更小、更快、 冷却效果更好的现代电源系统。

全书共分四部分,70章。主要内容包括常用离线开关电源的功能与基本要求、设计原理与实践、实用设计和交流功率因数校正等。

本书内容:

第一部分简明地讨论了对于直接工作在交流电源上的任何电源现在已经普遍需要满足的要求,详细介绍了一些常用方法的具体内容,并结合典型的应用实例重点强调了这些方法各自的优缺点。最新版扩展了第23章,增加的内容为电流型自激振荡谐振式正弦波逆变器,适合为大型系统提供相互隔离的多路辅助电源。线性预调节器能提供超低噪声半稳定输出,还具有限流功能,为了实现低系统噪声,采用了正弦波功率分布。


第二部分涉及在一些著名变换器电路中功率器件以及变压器设计的选用问题。主要为了帮助工程师在最短时间内,高效地对传统原型进行研究。本部分所提供的例子、信息和设计理论通俗易懂,读者在掌握这些内容后,就具有了对更实用的开关电源进行初始设计的能力。然而,如果想达到真正的最优设计,读者还必须掌握第三部分中更多的专业知识以及书后参考文献中的相关知识。


第三部分介绍开关系统更通用的工程设计要求,例如变压器设计、扼流圈设计、输入滤波器、射频干扰控制、缓冲电路及热设计等。


第四部分介绍了几个精选的设计方案,电源设计专家也许会更有兴趣。第一个方案是有源功率因数校正系统的设计。供电行业越来越关注由未校正的电器设备(尤其是荧光照明用镇流器)所带来的不断增加的谐波分量。有源功率因数校正对于电源设计者来说仍然是一项比较新的任务。由于升压拓扑结构的动态特性和它在高低频率上的要求,其波形很难显示,且设计功率电感也是相当困难的一项任务。这部分内容有助于帮助读者揭开这一领域的神秘面纱。


在绝大多数的开关电源里,绕线元件控制着整个系统的效率和性质。只有输入输出绕组耦合较好且其漏电感较小,开关元件的工作效率才能高。电源设计者不但要把握好绕线元件,还需要具备相当的知识和技巧,才能够解决实际工程方面的问题。因此,作者集中地论述了绕线元件,且提供了许多可行的例子。如果想在这一关键领域里有所作为,读者应该参考第三部分中所罗列的较为严格的变压器设计方法和书后参考文献中的相关知识。


谐振和准谐振变换器的进展使这种有前景的技术受到越来越多的关注。本书通过谐振式荧光灯镇流器的设计全面审视了全谐振技术的优缺点。其原理适用于多种其他全谐振系统。接着,为了说明准谐振系统的原理,介绍了一台大功率全桥变换器的设计过程,准谐振技术和移相调制技术用于其中以实现超高频率和低噪声。该部分包括变换器在一个开关周期内每个工作阶段的逐步分析。


在第4章和第5章,TaylorMorey将介绍用MOSFET构成的电流型自激振荡全谐振逆变器。这种电路的优点是具有接近理想的零电压转换特性,输出无谐波的高纯度波形。他还将介绍用运算跨导放大器实现的变频正弦波振荡器,用手动调节或电扫描的方法可以使频率在毫赫兹到几十万赫兹范围内变化。


最近几年这门学科迅猛发展,区区一本书难以涵盖所有的内容。读者可以参阅参考文献中列出的相关书籍和论文,了解超出本书范围的内容以拓展知识面。希望这本最新版至少可以部分地充当开关电源领域的通用手册。



全书目录

目录

第一部分 常用离线开关电源的功能和基本要求

第1章 基本要求概述  1

1.1 导论  1

1.2 输入瞬变电压保护  1

1.3 电磁兼容性  2

1.4 差模噪声  2

1.5 共模噪声  2

1.6 静电屏蔽  2

1.7 输入熔断器的选择  2

1.8 交流电整流与电容输入滤波器  3

1.9 浪涌限制  3

1.10 启动方法  4

1.11 软启动  4

1.12 防止启动过电压  4

1.14 输出欠电压保护  5

1.15 过载保护(输入功率限制)  5

1.16 输出限流  5

1.17 高压双极型晶体管基极驱动要求  5

1.18 比例驱动电路  5

1.19 抗饱和技术  5

1.20 缓冲器网络  6

1.21 直通  6

1.22 输出滤波,共模噪声和输入输出隔离  6

1.23 供电故障信号  6

1.24 供电正常信号  7

1.25 双输入电压供电运行方式  7

1.26 供电维持时间  7

1.27 同步  8

1.28 外部禁止方式  8

1.29 强制均流  8

1.30 远程取样  8

1.31 P端连接  9

1.32 低压禁止  9

1.33 电压和电流的限制值调节  9

1.34 考虑安全标准要求  10

第2章 交流电力线的浪涌保护  11

2.1 导论  11

2.2 位置类别  11

2.3 浪涌发生的概率  12

2.4 浪涌电压波形  13

2.5 瞬变抑制器件  14

2.6 金属氧化物压敏电阻  14

2.7 瞬变保护二极管  15

2.8 充气浪涌放电器  16

2.9 交流滤波器和瞬变抑制器的组合使用  17

2.10 A类别瞬变抑制滤波器  18

2.11 B类别瞬变抑制滤波器  18

2.12 完全瞬变保护的状况  19

2.13 接地电压的电震应力的原因  20

2.14 习题  20

第3章 开关电源的电磁干扰  21

3.1 导论  21

3.2 EMI/RFI传播模式  21

3.3 输电线传导型干扰  21

3.4 安全标准(接地电流)  23

3.5 输电线滤波器  23

3.6 在干扰源抑制EMI  24

3.7 实例  26

3.8 线路阻抗稳定网络  27

3.9 线路滤波器设计  27

3.10 共模线路滤波电感  28

3.11 共模线路滤波电感的设计实例  29

3.12 串模电感  29

3.13 习题  29

第4章 静电屏蔽  31

4.1 导论  31

4.2 应用于开关设备的静电屏蔽  31

4.3 变压器的静电屏蔽和安全屏蔽  32

4.4 输出元件上的静电屏蔽  32

4.5 减小有气隙变压器磁心的辐射型EMI  32

4.6 习题  35

第5章 熔断器选择  36

5.1 导论  36

5.2 熔断器参数  36

5.3 熔断器的类型  37

5.4 选择熔断器  38

5.5 晶闸管过电压急剧保护熔断器  38

5.6 变压器输入熔断器  38

5.7 习题  38

第6章 离线开关电源的整流与电容输入滤波  39

6.1 导论  39

6.2 典型的双电压电容输入滤波电路  39

6.3 等效串联电阻Rs  40

6.4 恒功率负载  41

6.5 恒电流负载  41

6.6 整流器与电容器的波形  41

6.7 输入电流、电容纹波与峰值电流  42

6.8 有效输入电流Ie与功率因数  44

6.9 选择浪涌抑制电阻  44

6.10 电阻因数Rsf  44

6.11 设计实例  44

6.12 直流输出电压与整流电容输入滤波器的校准  45

6.13 整流电容输入滤波器直流输出电压的计算实例  48

6.14 选择储能或滤波电容的大小  48

6.15 电力线路熔断器额定值的选择  51

6.16 功率因数与效率的测量  51

6.17 习题  52

第7章 浪涌控制  53

7.1 导论  53

7.2 串联电阻  53

7.3 热敏浪涌抑制  53

7.4 有源抑制电路(双向三极晶闸管启动电路)  54

7.5 习题  55

第8章 启动方法  56

8.1 导论  56

8.2 无源耗能启动电路  56

8.3 晶体管有源启动电路  57

8.4 脉冲启动电路  58

第9章 软启动与低压禁止  59

9.1 导论  59

9.2 软启动电路  59

9.3 低压禁止  60

9.4 习题  62

第10章 接通电压过冲抑制  63

10.1 导论  63

10.2 开关电源接通电压过冲的典型原因  63

10.3 防止过压  64

10.4 习题  65

第11章 过压保护  66

11.1 导论  66

11.2 过压保护的种类  66

11.3 第一类:晶闸管过电压急剧保护  66

11.4 过电压急剧保护的性能  69

11.5 简单过电压急剧保护电路的局限性  69

11.6 第二类:过压钳位技术  70

11.7 采用晶闸管过电压急剧保护方式的过压钳位  71

11.8 用于晶闸管过电压急剧保护过压保护电路的熔断器选择  72

11.9 第三类:基于限压技术的过压保护  74

11.10 习题  75

第12章 欠压保护  76

12.1 导论  76

12.2 欠压抑制特性参数  76

12.3 基本工作原理  76

12.4 实际电路描述  79

12.5 实际电路工作原理  80

12.6 瞬态特性  80

12.7 习题  80

第13章 过载保护  81

13.1 导论  81

13.2 过载保护的类型  81

13.3 类型1:超功率限制  81

13.4 类型1形式 A:原边超功率限制  81

13.5 类型1形式B:超功率延时关断保护  82

13.6 类型1形式C:逐个脉冲的超功率或过电流限制  82

13.7 类型1形式D:恒功率限制  82

13.8 类型1形式E:反激超功率限制  83

13.9 类型2:输出恒流式限制  83

13.10 类型3:用熔断器、限流电路或跳闸设备的过载保护  84

13.11 习题  84

第14章 折返输出限流  85

14.1 导论  85

14.2 折返限流的原理  85

14.3 用于线性电源的折返限流电路的工作原理  85

14.4 折返限流电源中的“锁定”  87

14.5 具有交叉连接负载的折返锁定问题  89

14.6 折返限流在开关电源中的应用  90

14.7 习题  90

第15章 高压双极型晶体管基极驱动的基本条件  91

15.1 导论  91

15.2 二次击穿  91

15.3 不正确地关断驱动波形  91

15.4 正确关断波形  91

15.5 正确接通波形  92

15.6 反非饱和驱动技术  92

15.7 高压晶体管最佳的驱动电路  92

15.8 习题  94

第16章 双极型晶体管的比例驱动电路  95

16.1 导论  95

16.2 一个比例驱动电路的例子  95

16.3 导通工作过程(比例驱动)  95

16.4 关断工作过程(比例驱动)  95

16.5 驱动变压器的恢复  96

16.6 宽范围比例驱动电路  96

16.7 导通工作过程(宽范围比例驱动电路)  97

16.8 关断工作过程(宽范围比例驱动电路)  97

16.9 带有高压晶体管的比例驱动  98

16.10 习题  98

第17章 高压晶体管的抗饱和技术  99

17.1 导论  99

17.2 二极管贝克钳位电路  99

17.3 习题  100

第18章 缓冲网络  101

18.1 导论  101

18.2 具有负载线整形的缓冲电路  101

18.3 工作原理  101

18.4 经验估计缓冲网络元件值  104

18.5 计算求得缓冲网络元器件的值  104

18.6 晶体管 Q₁ 的关断损耗  104

18.7 缓冲网络的电阻值  105

18.8 缓冲网络中电阻的功耗  105

18.9 密勒电流效应  105

18.10 组合低功耗缓冲二极管电路  105

18.11 高压双极晶体管的典型驱动电路  107

18.12 习题  108

第19章 交叉导通  109

19.1 导论  109

19.2 防止交叉导通  110

19.3 禁止交叉耦合  110

19.4 电路的工作  111

19.5 习题  112

第20章 输出滤波器  113

20.1 导论  113

20.2 基本要求  113

20.3 开关方式输出的滤波器的寄生效应  113

20.4 二级滤波器  115

20.5 高频扼流圈实例  115

20.6 谐振滤波器  117

20.7 谐振滤波器实例  117

20.8 共模噪声滤波器  118

20.9 选择输出滤波器的元件值  119

20.10 降压变换器的主输出电感的取值  119

20.11 设计实例  119

20.12 输出电容值  120

20.13 习题  122

第21章 供电故障报警电路  123

21.1 导论  123

21.2 供电故障与持续低电压  123

21.3 供电故障的简单报警电路  123

21.4 动态供电故障报警电路  124

21.5 独立的供电故障报警模块  126

21.6 反激变换器的供电故障报警  127

21.7 快速供电故障报警电路  127

21.8 习题  129

第22章 多输出变换器的辅助输出电压的中心校正  130

22.1 导论  130

22.2 实例  130

22.3 用饱和电抗器调整电压  131

22.4 电抗器的设计  131

22.5 习题  132

第23章 辅助电源系统  133

23.1 导论  133

23.2 60Hz电源变压器  133

23.3 辅助变换器  133

23.4 工作原理  134

23.5 稳定的辅助变换器  135

23.6 高效辅助电源  136

23.7 主变换变压器驱动辅助电源  136

23.8 习题  136

23.9 低噪声分布式辅助变换器  136

23.10 分布式辅助电源系统的结构框图  137

23.11 模块1,整流器和线性稳压器  138

23.12 模块2,正弦波逆变器  140

23.13 输出模块  144

23.14 正弦波逆变器的变压器设计  145

第24章 稳压电源的并联工作  148

24.1 导论  148

24.2 主从工作  148

24.3 压控电流源  149

24.4 强迫型均流  149

24.5 并联冗余运行  150

24.6 习题  152

第二部分 设计: 理论与实践

第1章 多输出反激开关电源  153

1.1 导论  153

1.2 期望特性  153

1.3 工作方式  155

1.4 工作原理  155

1.5 储能阶段  155

1.6 能量转换方式(反激阶段)  157

1.7 确定工作方式的因数  157

1.8 不规则传递函数  159

1.9 变压器通过能力  159

1.10 特性特征  161

1.11 110W离线式反激电源性能举例  161

1.12 习题  162

第2章 反激变压器设计——针对离线反激式开关电源  163

2.1 导论  163

2.2 磁心参数和气隙的影响  163

2.3 常用设计方法  165

2.4 110W反激变压器设计例子  166

2.5 反激变压器饱和及暂态影响  173

2.6 小结  173

2.7 习题  173

第3章 减小晶体管开关应力  174

3.1 导论  174

3.2 自跟踪电压抑制  174

3.3 反激变换器“缓冲”电路  175

3.4 习题  177

第4章 选择反激变换器功率元件  178

4.1 导论  178

4.2 原边元件  178

4.3 副边功率元件  179

4.4 输出电容  179

4.5 电容寿命  181

4.6 小结  182

4.7 习题  182

第5章 对角半桥反激变换器  183

5.1 导论  183

5.2 工作原理  183

5.3 有用性质  185

5.4 变压器设计  185

5.5 驱动电路  185

5.6 工作频率  185

5.7 缓冲器元件  186

5.8 习题  186

第6章 自激振荡直接离线反激变换器  187

6.1 导论  187

6.2 工作种类  187

6.3 常规工作原理  188

6.4 隔离的自激振荡反激变换器  188

6.5 控制电路(简要描述)  190

6.6 不规则振荡  191

6.7 自激振荡反激变换器主要参数小结  191

6.8 习题  193

第7章 应用电流型控制的反激变换器  194

7.1 导论  194

7.2 应用于自激振荡反激变换器的功率限制和电流型控制  194

7.3 电压控制环  194

7.4 输入纹波抑制  196

7.5 在可变频率反激变换器中使用场效应晶体管  197

7.6 习题  197

第8章 离线单端正激变换器  198

8.1 导论  198

8.2 工作原理  198

8.3 输出扼流圈取值的限定因素  199

8.4 多输出  200

8.5 能量恢复绕组(P2)  200

8.6 优点  201

8.7 缺点  201

8.8 习题  201

第9章 正激变换器的变压器设计  202

9.1 导论  202

9.2 变压器设计实例  202

9.3 选择功率晶体管  207

9.4 最后设计注意事项  207

9.5 变压器饱和  208

9.6 小结  208

第10章 对角半桥正激变换器  209

10.1 导论  209

10.2 工作原理  209

第11章 对角半桥正激变换器变压器设计  212

11.1 导论  212

11.2 设计注意事项  215

第12章 半桥推挽占空比控制变换器  217

12.1 导论  217

12.2 工作原理  217

12.3 系统优点  218

12.4 存在的问题  219

12.5 电流型控制和次谐波纹波  220

12.6 防止交叉导通  220

12.7 缓冲元件(半桥)  220

12.8 软启动  220

12.9 变压器设计  220

12.10 优化磁通密度  221

12.11 暂态条件  221

12.12 计算原边匝数  222

12.13 计算最小原边匝数  223

12.14 计算副边匝数  223

12.15 控制和驱动电路  224

12.16 双倍磁通效应  224

12.17 习题  225

第13章 桥式变换器  226

13.1 导论  226

13.2 工作原理  226

13.3 变压器设计(全桥)  229

13.4 变压器设计举例  229

13.5 阶梯形饱和  234

13.6 瞬间饱和影响  234

13.7 强迫磁通密度平衡  234

13.8 习题  235

第14章 低功率自激振荡辅助变换器  236

14.1 导论  236

14.2 一般工作原理  236

14.3 工作原理,单变压器变换器  236

14.4 变压器设计  237

第15章 单变压器双晶体管自激振荡变换器  240

15.1 导论  240

15.2 工作原理(增益限制开关)  240

15.3 限制开关电流  241

15.4 选择磁心材料  242

15.5 变压器设计(饱和磁心型变换器)  244

15.6 习题  248

第16章 双变压器自激振荡变换器  249

16.1 导论  249

16.2 工作原理  249

16.3 饱和驱动变压器设计  251

16.4 选择磁心尺寸和材料  251

16.5 主功率变压器设计  251

16.6 习题  251

第17章 DC-DC变压器概念  253

17.1 导论  253

17.2 DC-DC变压器概念的基本原理  253

17.3 DC-DC变压器举例  254

17.4 习题  255

第18章 多输出混合调整系统  256

18.1 导论  256

18.2 降压变换器,与DC-DC变换器串联  256

18.3 工作原理  256

18.4 降压变换器部分  257

18.5 直流变压器选择  258

18.6 同步混合调节器  258

18.7 具有副边后调节的混合调节器  258

18.8 习题  260

第19章 占空比控制推挽变换器  261

19.1 导论  261

19.2 工作原理  261

19.3 缓冲元件  263

19.4 推挽变换器中的阶梯形饱和  264

19.5 磁通密度平衡  264

19.6 推挽变压器设计(一般考虑)  264

19.7 双倍磁通  265

19.8 推挽变压器设计实例  265

19.9 习题  269

第20章 DC-DC开关变换器  270

20.1 导论  270

20.2 工作原理  272

20.3 控制和驱动电路  277

20.4 开关变换器的电感绕组设计  277

20.5 电感绕组设计实例  278

20.6 常规性能参数  278

20.7 纹波调节器  278

20.8 习题  279

第21章 高频可饱和电抗功率调节器(磁占空比控制)  280

21.1 导论  280

21.2 工作原理  280

21.3 饱和电抗器功率调节器原理  281

21.4 可饱和电抗功率调节器的应用  282

21.5 饱和电抗器品质因数  284

21.6 选择合适的磁心材料  285

21.7 可饱和电感器的控制  286

21.8 限流饱和电抗器调整器  287

21.9 推挽饱和电抗器副边功率控制电路  287

21.10 饱和电抗器调节器的优点  288

21.11 饱和电抗器调节器的一些限制因素  288

21.12 恒流或恒压复位情况(高频不稳定情况)  288

21.13 饱和电抗器的设计  289

21.14 设计举例  290

21.15 习题  291

第22章 恒流电源  292

22.1 导论  292

22.2 恒压电源  292

22.3 恒流电源  292

22.4 依从电压  293

22.5 习题  294

第23章 可调线性电源  295

23.1 导论  295

23.2 基本工作(功率部分)  295

23.3 驱动电路  296

23.4 晶体管消耗的最大功率  297

23.5 功率损耗的分布  298

23.6 电压控制和限流电路  299

23.7 控制电路  299

23.8 习题  301

第24章 可调开关电源  302

24.1 导论  302

24.2 可调开关技术  303

24.3 反激变换器的特殊性质  303

24.4 工作原理  304

24.5 实际限制因数  304

24.6 实际设计中的折中  305

24.7 初始条件  305

24.8 对角半桥  305

24.9 原理方框图(大概描述)  306

24.10 系统控制原理  307

24.11 各方框的功能  307

24.12 原边功率限制  313

24.13 小结  313

第25章 可调开关电源的变压器设计  314

25.1 设计步骤  314

25.2 可调频率方式  317

25.3 习题  318

第三部分 应用设计

第1章 开关电源中的电感和扼流圈  319

1.1 导论  319

1.2 简单的电感  320

1.3 共模线路滤波电感  320

1.4 共模线路滤波电感图解法设计举例(采用E型铁氧体磁心)  323

1.5 共模电感(E型铁氧体磁心)的计算  324

1.6 串联型线路输入滤波电感  325

1.7 扼流圈(直流偏置的电感)  325

1.8 带气隙的E型铁氧体磁心扼流圈的经验设计方法举例  328

1.9 采用AP图解法和计算的方法来设计降压和升压电路中的扼流圈  329

1.10 降压变换器中扼流圈(铁氧体磁心)的AP  331

1.11 铁氧体磁心和铁粉磁心(棒状)扼流圈  337

1.12 习题  337

第2章 大电流铁粉磁心扼流圈  340

2.1 导论  340

2.2 储能扼流圈  341

2.3 磁心导磁率  341

2.4 带气隙的E型铁粉磁心  342

2.5 面积乘积(AP)图解法设计E型扼流圈(铁粉磁心)  342

2.6 AP图解法设计E型铁粉磁心扼流圈示例  344

第3章 铁粉环型磁心扼流圈  349

3.1 导论  349

3.2 环型磁心首选设计方法  349

3.3 摆幅扼流圈  350

3.4 绕组的选择  352

3.5 A方案绕组设计举例  352

3.6 B方案绕组设计举例  355

3.7 C方案绕组设计举例  355

3.8 磁损耗  355

3.9 总损耗和温升  356

3.10 线性环型扼流圈的设计  357

附录3.A 面积乘积公式的推导(储能扼流圈)  358

附录3.B 填充系数和电阻系数的推导  362

附录3.C 图3.3.1所示诺模图的推导  364

第4章 开关型变压器的设计(一般原则)  365

4.1 导论  365

4.2 变压器尺寸(一般考虑)  365

4.3 最优效率  366

4.4 最优的磁心尺寸和磁通密度摆幅  367

4.5 根据面积乘积计算磁心大小  369

4.6 原边面积系数K^p  369

4.7 绕组填充系数K^u  370

4.8 均方根电流系数K^t  370

4.9 频率对变压器尺寸的影响  370

4.10 磁通密度摆幅ΔB  370

4.11 机构规范对变压器尺寸的影响  372

4.12 原边绕组直径的计算  372

4.13 副边绕组匝数的计算  373

4.14 半匝绕组  374

4.15 导线尺寸  374

4.16 集肤效应和导线的最优厚度  374

4.17 绕组拓扑结构  377

4.18 温升  380

4.19 效率  382

4.20 温升较高时的设计  382

4.21 消除双股线绕组中的击穿应力  383

4.22 RFI屏蔽和安全屏蔽  383

4.23 变压器的半匝绕法  384

4.24 变压器完工及真空浸渍  386

4.25 习题  386

附录4.A 变压器设计中AP公式的推导  388

附录4.B 高频变压器绕组的集肤和邻近效应  391

第5章 利用诺模图优化150W变压器的设计示例  398

5.1 导论  398

5.2 磁心的大小和最优的磁通密度摆幅  398

5.3 磁心和磁心线轴的参数  398

5.4 原边绕组匝数的计算  399

5.5 原边绕组直径的计算  399

5.6 原边绕组的集肤效应  399

5.7 副边绕组匝数  400

5.8 副边导线的直径  400

5.9 副边集肤效应  400

5.10 设计注意问题  400

5.11 设计检验  400

5.12 原边铜损耗  401

5.13 副边铜损耗  401

5.14 磁损耗  401

5.15 温升  401

5.16 效率  402

第6章 变压器的阶梯式趋于饱和效应  403

6.1 导论  403

6.2 减小阶梯式趋于饱和效应的方法  403

6.3 占空比控制的推挽式变换器中的强制磁通平衡  404

6.4 电流型控制系统中的阶梯式趋向饱和问题  406

6.5 习题  406

第7章 双倍磁通  407

第8章 开关电源的稳定性和控制环路补偿  408

8.1 导论  408

8.2 开关电源不稳定的一些原因  408

8.3 控制环路稳定的方法  409

8.4 稳定性测试方法  409

8.5 测试步骤  410

8.6 瞬态测试分析  410

8.7 伯德图  411

8.8 闭环电源系统伯德图的测量步骤  412

8.9 伯德图的测量设备  413

8.10 测试技术  414

8.11 开环电源系统伯德图的测量步骤  414

8.12 用“差分方法”确定最优补偿特性  415

8.13 不稳定性难以解决的原因  416

8.14 习题  417

第9章 右半平面零点  419

9.1 导论  419

9.2 对右半平面零点动态性的说明  419

9.3 右半平面零点简要说明  419

9.4 习题  423

第10章 电流型控制的控制方式  424

10.1 导论  424

10.2 电流型控制的控制原理  424

10.3 转换电流型控制为电压控制  426

10.4 完全能量传递电流型控制反激变换器的性能  427

10.5 在连续电感电流变换器拓扑中电流型控制的优点  427

10.6 斜率补偿  429

10.7 电感电流连续模式降压变换器的电流型控制优点  430

10.8 电流型控制的固有缺点  432

10.9 采用电流型控制的推挽式拓扑的磁通平衡  434

10.10 电流型控制半桥变换器和其他使用隔直电容器的  434

10.11 小结  435

10.12 习题  436

第11章 光电耦合器  437

11.1 导论  437

11.2 光电耦合器接口电路  437

11.3 稳定性和噪声灵敏度  439

11.4 习题  440

第12章 开关电源用电解电容器的纹波电流额定值  441

12.1 导论  441

12.2 根据公布的数据建立电容器有效值的纹波电流的额定值  443

12.3 在开关型输出滤波电容器应用中建立纹波电流有效值  443

12.4 推荐的测试过程  443

12.5 习题  444

第13章 无感分流器  445

13.1 导论  445

13.2 分流器  445

13.3 简单分流器的电阻与电感的比值  445

13.4 测量误差  445

13.5 低电感分流器结构  446

13.6 习题  447

第14章 电流互感器  448

14.1 导论  448

14.2 电流互感器的类型  448

14.3 磁心尺寸和磁化电流(所有类型)  449

14.4 电流互感器的设计步骤  450

14.5 单向电流互感器设计举例  451

14.6 第二种类型,推挽应用的交流电流互感器  453

14.7 第三种类型,反激式电流互感器  454

14.8 第四种类型,直流电流变流器(DCCT)  455

14.9 在反激变换器中应用电流互感器  459

第15章 测量用的电流探头  461

15.1 导论  461

15.2 特殊用途的电流探头  461

15.3 单向(不连续)电流脉冲测量用电流探头的设计  462

15.4 选择磁心尺寸  463

15.5 计算所需要的磁心截面积  463

15.6 检查磁化电流误差  464

15.7 电流探头在直流和交流电流中的应用  465

15.8 高频交流电流探头  465

15.9 低频交流电流探头  465

15.10 习题  466

第16章 开关电源的散热管理  467

16.1 导论  467

16.2 高温对半导体寿命和电源故障率的影响  467

16.3 自然通风散热器、热交换器、热分流器和它们的电气模拟  468

16.4 热电路和等效电气模拟  469

16.5 热容量C^h(电容C的模拟)  472

16.6 计算结点温度  472

16.7 计算热交换器的尺寸  473

16.8 优化热传导路径方法和在什么地方使用“导热连接的散热膏”  474

16.9 对流、辐射或者传导  476

16.10 热交换器的效率  479

16.11 输入功率对热阻的影响  480

16.12 热阻和热交换器的面积  480

16.13 强迫通风冷却  481

16.14 习题  482

第四部分 补充内容

第1章 有源功率因数校正  483

1.1 导论  483

1.2 功率因数校正基础、误解和事实  484

1.3 无源功率因数校正  488

1.4 有源功率因数校正  491

1.5 其他调节器拓扑结构  496

1.6 降压变换器  500

1.7 变换器的组合使用  501

1.8 功率因数控制的集成电路  504

1.9 典型的集成电路控制系统  507

1.10 实用设计  512

1.11 控制IC的选择  515

1.12 功率因数控制部分  521

1.13 降压部分驱动级  524

1.14 功率元器件  526

附录1.A 用于功率因数校正升压电路的扼流圈的设计实例  532

第2章 硬开关的优缺点以及全谐振式开关电源  536

2.1 导论  536

2.2 硬开关方法的优缺点  536

2.3 全谐振式开关系统  538

2.4 电流型并联谐振式镇流器  540

2.5 绕线式元件的设计  545

2.6 结论  549

第3章 准谐振式开关变换器  550

3.1 导论  550

3.2 硬开关方法  550

3.3 全谐振式方法  550

3.4 准谐振式系统  550

3.5 全桥零电压换流移相调制10kW准谐振变换器  551

3.6 Q₁~Q^4桥式电路的驱动时序  553

3.7 功率开关时序  554

3.8 零电压开关的最佳条件  562

3.9 确定最优谐振电感(L1e)  566

3.10 变压器漏感  567

3.11 输出整流器的缓冲  567

3.12 开关速度和换流周期  568

3.13 原边和副边的功率电路  570

3.14 功率波形和功率传递的条件  571

3.15 MOSFET的基本驱动原理  572

3.16 调制和控制电路  574

3.17 功率级 MOSFET的开关不对称性  577

3.18 结论  578

3.19 控制IC  578

第4章 全谐振式自激振荡电流型MOSFET型正弦波变换器  579

4.1 导论  579

4.2 基本MOSFET谐振式逆变器  579

4.3 启动MOSFET逆变器  581

4.4 改进型栅极驱动电路  583

4.5 其他启动方法  585

4.6 辅助电源  585

4.7 小结  585

第5章 单一电压控制的宽范围正弦波振荡器  587

5.1 导论  587

5.2 频率和幅值控制原理  587

5.3 宽范围正弦波VCO的工作原理  588

5.4 电路性能  589

电源常用术语  591

参考文献  601


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