精通開關電源, 3/e (修訂版)(Switchmode Power Supply Handbook, 3/e)

Keith Billings 世界知名开关电源设计专家，DKB电源公司创始人。曾在多家电源公司担任总工程师，拥有近50年开关电源设计和制造经验。

 

Taylor Morey 知名开关电源设计专家，加拿大康耐斯托加学院教授，拥有30余年开关电源设计经验。

第 一部分 常用離線開關電源的

功能和基本要求

第 1章 基本要求概述　　1

1.1 導論　　1

1.2 輸入瞬變電壓保護　　1

1.3 電磁兼容性　　2

1.4 差模噪聲　　2

1.5 共模噪聲　　2

1.6 靜電屏蔽　　2

1.7 輸入熔斷器的選擇　　2

1.8 交流電整流與電容輸入濾波器　　3

1.9 浪涌限制　　3

1.10 啟動方法　　4

1.11 軟啟動　　 4

1.12 防止啟動過電壓　　4

1.13 輸出過電壓保護　　4

1.14 輸出欠電壓保護　　5

1.15 過載保護(輸入功率限制)　　5

1.16 輸出限流　　 5

1.17 高壓雙極型晶體管基極驅動要求　　 5

1.18 比例驅動電路　　5

1.19 抗飽和技術　　5

1.20 緩沖器網絡　　6

1.21 直通　　6

1.22 輸出濾波,共模噪聲和輸入輸出隔離　　6

1.23 供電故障信號　　6

1.24 供電正常信號　　7

1.25 雙輸入電壓供電運行方式　　7

1.26 供電維持時間　　7

1.27 同步　　8

1.28 外部禁止方式　 8

1.29 強制均流　　8

1.30 遠程取樣　　8

1.31 P端連接　　 9

1.32 低壓禁止　　9

1.33 電壓和電流的限制值調節　　 9

1.34 考慮安全標準要求　　10

第 2章 交流電力線的浪涌保護　　11

2.1 導論　　11

2.2 位置類別　　11

2.3 浪涌發生的概率　　12

2.4 浪涌電壓波形　　13

2.5 瞬變抑制器件　　14

2.6 金屬氧化物壓敏電阻　　14

2.7 瞬變保護二極管　　15

2.8 充氣浪涌放電器　　16

2.9 交流濾波器和瞬變抑制器的組合使用　　17

2.10 A類別瞬變抑制濾波器　　 18

2.11 B類別瞬變抑制濾波器　　 18

2.12 完全瞬變保護的狀況　　19

2.13 接地電壓的電震應力的原因　　 20

2.14 習題　　20

第3章 開關電源的電磁乾擾　　21

3.1 導論　　21

3.2 EMI/RFI傳播模式　　21

3.3 輸電線傳導型乾擾　　 21

3.4 安全標準(接地電流)　　23

3.5 輸電線濾波器　　23

3.6 在乾擾源抑制EMI 　 24

3.7 實例　　26

3.8 線路阻抗穩定網絡　　 27

3.9 線路濾波器設計　　27

3.10 共模線路濾波電感　　28

3.11 共模線路濾波電感的設計實例　　 29

3.12 串模電感　　 29

3.13 習題　　29

第4章 靜電屏蔽　　 31

4.1 導論　　31

4.2 應用於開關設備的靜電屏蔽　　 31

4.3 變壓器的靜電屏蔽和安全屏蔽　　 32

4.4 輸出元件上的靜電屏蔽　　32

4.5 減小有氣隙變壓器磁心的輻射型EMI 　　 32

4.6 習題　　35

第5章 熔斷器選擇　　36

5.1 導論　　36

5.2 熔斷器參數　　36

5.3 熔斷器的類型　　37

5.4 選擇熔斷器　　 38

5.5 晶閘管過電壓急劇保護熔斷器　　 38

5.6 變壓器輸入熔斷器　　 38

5.7 習題　　38

第6章 離線開關電源的整流與電容輸入濾波　　 39

6.1 導論　　 39

6.2 典型的雙電壓電容輸入濾波電路　　 39

6.3 等效串聯電阻Rs 　　 40

6.4 恆功率負載　　41

6.5 恆電流負載　　41

6.6 整流器與電容器的波形　　 41

6.7 輸入電流、電容紋波與峰值電流　　 42

6.8 有效輸入電流Ie 與功率因數　　 44

6.9 選擇浪涌抑制電阻　　 44

6.10 電阻因數Rsf　　44

6.11 設計實例　　44

6.12 直流輸出電壓與整流電容輸入濾波器的校準　　45

6.13 整流電容輸入濾波器直流輸出電壓的計算實例　　48

6.14 選擇儲能或濾波電容的大小　　 48

6.15 電力線路熔斷器額定值的選擇　　 51

6.16 功率因數與效率的測量　　 51

6.17 習題　　52

第7章 浪涌控制　　53

7.1 導論　　53

7.2 串聯電阻　　53

7.3 熱敏浪涌抑制　　 53

7.4 有源抑制電路(雙向三極晶閘管啟動電路)　　54

7.5 習題　　 55

第8章 啟動方法　　56

8.1 導論　　 56

8.2 無源耗能啟動電路　　 56

8.3 晶體管有源啟動電路　　 57

8.4 脈沖啟動電路　　58

第9章 軟啟動與低壓禁止　　 59

9.1 導論　　59

9.2 軟啟動電路　　 59

9.3 低壓禁止　　60

9.4 習題　　62

第 10章 接通電壓過沖抑制　　 63

10.1 導論　　63

10.2 開關電源接通電壓過沖的典型原因　　 63

10.3 防止過壓　　64

10.4 習題　　65

第 11章 過壓保護　　66

11.1 導論　　 66

11.2 過壓保護的種類　　 66

11.3 第 一類:晶閘管過電壓急劇保護　　 66

11.4 過電壓急劇保護的性能　　 69

11.5 簡單過電壓急劇保護電路的局限性　　 69

11.6 第 二類:過壓鉗位技術　　70

11.7 採用晶閘管過電壓急劇保護方式的過壓鉗位　　 71

11.8 用於晶閘管過電壓急劇保護過壓保護電路的熔斷器選擇　　 72

11.9 第三類:基於限壓技術的過壓保護　　 74

11.10 習題　　75

第 12章 欠壓保護　　76

12.1 導論　　76

12.2 欠壓抑制特性參數　　 76

12.3 基本工作原理　　 76

12.4 實際電路描述　　 79

12.5 實際電路工作原理　　80

12.6 瞬態特性　　80

12.7 習題　　80

第 13章 過載保護　　81

13.1 導論　　81

13.2 過載保護的類型　　 81

13.3 類型1:超功率限制　　81

13.4 類型1形式A:原邊超功率限制　　 81

13.5 類型1形式B:超功率延時關斷保護　　 82

13.6 類型1形式C:逐個脈沖的超功率或過電流限制　　82

13.7 類型1形式D:恆功率限制　　 82

13.8 類型1形式E:反激超功率限制　　 83

13.9 類型2:輸出恆流式限制　　 83

13.10 類型3:用熔斷器、限流電路或跳閘設備的過載保護　　 84

13.11 習題　　84

第 14章 折返輸出限流　　85

14.1 導論　　85

14.2 折返限流的原理　　 85

14.3 用於線性電源的折返限流電路的工作原理　　 85

14.4 折返限流電源中的“鎖定”　　87

14.5 具有交叉連接負載的折返鎖定問題　　 89

14.6 折返限流在開關電源中的應用　　 90

14.7 習題　　90

第 15章 高壓雙極型晶體管基極驅動的基本條件　　 91

15.1 導論　　91

15.2 二次擊穿　　91

15.3 不正確的關斷驅動波形　　 91

15.4 正確的關斷波形　　91

15.5 正確的接通波形　　92

15.6 反非飽和驅動技術　　92

15.7 高壓晶體管**佳的驅動電路　　 92

15.8 習題　　 94

第 16章 雙極型晶體管的比例驅動電路　　95

16.1 導論　　95

16.2 一個比例驅動電路的例子　　 95

16.3 導通工作過程(比例驅動)　　 95

16.4 關斷工作過程(比例驅動)　　 95

16.5 驅動變壓器的恢復　　96

16.6 寬範圍比例驅動電路　　96

16.7 導通工作過程(寬範圍比例驅動電路)　　97

16.8 關斷工作過程(寬範圍比例驅動電路)　　97

16.9 帶有高壓晶體管的比例驅動　　98

16.10 習題　　98

第 17章 高壓晶體管的抗飽和技術　　 99

17.1 導論　　 99

17.2 二極管貝克鉗位電路　　99

17.3 習題　　100

第 18章 緩沖網絡　　101

18.1 導論　　101

18.2 具有負載線整形的緩沖電路　　 101

18.3 工作原理　　 101

18.4 經驗估計緩沖網絡元件值　　 104

18.5 計算求得緩沖網絡元器件的值　　 104

18.6 晶體管Q1 的關斷損耗　　 104

18.7 緩沖網絡的電阻值　　105

18.8 緩沖網絡中電阻的功耗　　 105

18.9 密勒電流效應　　105

18.10 組合低功耗緩沖二極管電路　　 105

18.11 高壓雙極晶體管的典型驅動電路　　 107

18.12 習題　　108

第 19章 交叉導通　　109

19.1 導論　　109

19.2 防止交叉導通　　110

19.3 禁止交叉耦合　　110

19.4 電路的工作　　111

19.5 習題　　112

第 20章 輸出濾波器　　 113

20.1 導論　　113

20.2 基本要求　　113

20.3 開關方式輸出的濾波器的寄生效應　　 113

20.4 二級濾波器　　115

20.5 高頻扼流圈實例　　 115

20.6 諧振濾波器　　117

20.7 諧振濾波器實例　　 117

20.8 共模噪聲濾波器　　 118

20.9 選擇輸出濾波器的元件值　　 119

20.10 降壓變換器的主輸出電感的取值　　 119

20.11 設計實例　　 119

20.12 輸出電容值　　120

20.13 習題　　122

第 21章 供電故障報警電路　　 123

21.1 導論　　123

21.2 供電故障與持續低電壓　　 123

21.3 供電故障的簡單報警電路　　 123

21.4 動態供電故障報警電路　　 124

21.5 獨立的供電故障報警模塊　　 126

21.6 反激變換器的供電故障報警　　 127

21.7 快速供電故障報警電路　　 127

21.8 習題　　129

第 22章 多輸出變換器的輔助輸出電壓的中心校正　　 130

22.1 導論　　130

22.2 實例　　130

22.3 用飽和電抗器調整電壓　　 131

22.4 電抗器的設計　　131

22.5 習題　　132

第 23章 輔助電源系統　　133

23.1 導論　　133

23.2 60Hz電源變壓器　　 133

23.3 輔助變換器　　 133

23.4 工作原理　　134

23.5 穩定的輔助變換器　　135

23.6 高效輔助電源　　136

23.7 主變換變壓器驅動輔助電源　　 136

23.8 習題　　136

23.9 低噪聲分佈式輔助變換器　　 136

23.10 分佈式輔助電源系統的結構框圖　　 137

23.11 模塊1,整流器和線性穩壓器　　 138

23.12 模塊2,正弦波逆變器　　 140

23.13 輸出模塊　　 144

23.14 正弦波逆變器的變壓器設計　　 145

第 24章 穩壓電源的並聯工作　　 148

24.1 導論　　148

24.2 主從工作　　148

24.3 壓控電流源　　149

24.4 強迫型均流　　149

24.5 並聯冗餘運行　　150

24.6 習題　　152

第 二部分 設計: 理論與實踐

第 1章 多輸出反激開關電源　　 153

1.1 導論　　153

1.2 期望特性　　153

1.3 工作方式　　155

1.4 工作原理　　155

1.5 儲能階段　　155

1.6 能量轉換方式(反激階段)　　 157

1.7 確定工作方式的因數　　157

1.8 不規則傳遞函數　　 159

1.9 變壓器通過能力　　 159

1.10 特性特徵　　161

1.11 110W 離線式反激電源性能舉例　　 161

1.12 習題　　162

第 2章 反激變壓器設計———針對離線反激式開關電源　　 163

2.1 導論　　163

2.2 磁心參數和氣隙的影響　　 163

2.3 常用設計方法　　165

2.4 110W 反激變壓器設計例子　　 166

2.5 反激變壓器飽和及暫態影響　　 173

2.6 小結　　173

2.7 習題　　173

第3章 減小晶體管開關應力　　 174

3.1 導論　　174

3.2 自跟蹤電壓抑制　　 174

3.3 反激變換器“緩沖”電路　　 175

3.4 習題　　177

第4章 選擇反激變換器功率元件　　 178

4.1 導論　　178

4.2 原邊元件　　178

4.3 副邊功率元件　　179

4.4 輸出電容　　179

4.5 電容壽命　　181

4.6 小結　　182

4.7 習題　　182

第5章 對角半橋反激變換器　　 183

5.1 導論　　 183

5.2 工作原理　　183

5.3 有用性質　　185

5.4 變壓器設計　　185

5.5 驅動電路　　185

5.6 工作頻率　　185

5.7 緩沖器元件　　186

5.8 習題　　186

第6章 自激振盪直接離線反激變換器　　187

6.1 導論　　187

6.2 工作種類　　187

6.3 常規工作原理　　188

6.4 隔離的自激振盪反激變換器　　 188

6.5 控制電路(簡要描述)　　190

6.6 不規則振盪　　191

6.7 自激振盪反激變換器主要參數小結　　191

6.8 習題　　193

第7章 應用電流型控制的反激

變換器　　194

7.1 導論　　194

7.2 應用於自激振盪反激變換器的功率限制和電流型控制　　 194

7.3 電壓控制環　　194

7.4 輸入紋波抑制　　196

7.5 在可變頻率反激變換器中使用場效應晶體管　　197

7.6 習題　　197

第8章 離線單端正激變換器　　 198

8.1 導論　　 198

8.2 工作原理　　198

8.3 輸出扼流圈取值的限定因素　　 199

8.4 多輸出　　200

8.5 能量恢復繞組(P2)　　200

8.6 優點　　201

8.7 缺點　　201

8.8 習題　　201

第9章 正激變換器的變壓器設計　　 202

9.1 導論　　202

9.2 變壓器設計實例　　 202

9.3 選擇功率晶體管　　 207

9.4 **後設計註意事項　　 207

9.5 變壓器飽和　　 208

9.6 小結　　208

第 10章 對角半橋正激變換器　　 209

10.1 導論　　209

10.2 工作原理　　209

第 11章 對角半橋正激變換器變壓器設計　　 212

11.1 導論　　 212

11.2 設計註意事項　　215

第 12章 半橋推輓占空比控制變換器　　 217

12.1 導論　　 217

12.2 工作原理　　217

12.3 系統優點　　218

12.4 存在的問題　　219

12.5 電流型控制和次諧波紋波　　 220

12.6 防止交叉導通　　 220

12.7 緩沖元件(半橋)　　 220

12.8 軟啟動　　 220

12.9 變壓器設計　　220

12.10 優化磁通密度　　 221

12.11 暫態條件　　221

12.12 計算原邊匝數　　 222

12.13 計算**小原邊匝數　　223

12.14 計算副邊匝數　　 223

12.15 控制和驅動電路　　224

12.16 雙倍磁通效應　　 224

12.17 習題　　225

第 13章 橋式變換器　　 226

13.1 導論　　 226

13.2 工作原理　　226

13.3 變壓器設計(全橋)　　229

13.4 變壓器設計舉例　　 229

13.5 階梯形飽和　　234

13.6 瞬間飽和影響　　234

13.7 強迫磁通密度平衡　　234

13.8 習題　　235

第 14章 低功率自激振盪輔助變換器　　 236

14.1 導論　　236

14.2 一般工作原理　　236

14.3 工作原理,單變壓器變換器　　 236

14.4 變壓器設計　　237

第 15章 單變壓器雙晶體管自激振盪變換器　　240

15.1 導論　　 240

15.2 工作原理(增益限制開關)　　 240

15.3 限制開關電流　　241

15.4 選擇磁心材料　　242

15.5 變壓器設計(飽和磁心型變換器) 　　244

15.6 習題　　248

第 16章 雙變壓器自激振盪變換器　　 249

16.1 導論　　249

16.2 工作原理　　 249

16.3 飽和驅動變壓器設計　　251

16.4 選擇磁心尺寸和材料　　251

16.5 主功率變壓器設計　　251

16.6 習題　　251

第 17章 DC-DC變壓器概念　　 253

17.1 導論　　253

17.2 DC-DC變壓器概念的基本原理　　 253

17.3 DC-DC變壓器舉例　　 254

17.4 習題　　 255

第 18章 多輸出混合調整系統　　 256

18.1 導論　　256

18.2 降壓變換器,與DC-DC變換器串聯　　256

18.3 工作原理　　256

18.4 降壓變換器部分　　 257

18.5 直流變壓器選擇　　 258

18.6 同步混合調節器　　 258

18.7 具有副邊後調節的混合調節器　　 258

18.8 習題　　260

第 19章 占空比控制推輓變換器　　 261

19.1 導論　　261

19.2 工作原理　　261

19.3 緩沖元件　　263

19.4 推輓變換器中的階梯形飽和　　 264

19.5 磁通密度平衡　　 264

19.6 推輓變壓器設計(一般考慮) 　264

19.7 雙倍磁通　　265

19.8 推輓變壓器設計實例　　265

19.9 習題　　 269

第 20章 DC-DC開關變換器　　 270

20.1 導論　　270

20.2 工作原理　　 272

20.3 控制和驅動電路　　 277

20.4 開關變換器的電感繞組設計　　 277

20.5 電感繞組設計實例　　278

20.6 常規性能參數　　278

20.7 紋波調節器　　278

20.8 習題　　279

第 21章 高頻可飽和電抗功率調節器(磁占空比控制) 　 280

21.1 導論　　280

21.2 工作原理　　280

21.3 飽和電抗器功率調節器原理　　 281

21.4 可飽和電抗功率調節器的應用　　 282

21.5 飽和電抗器品質因數　　284

21.6 選擇合適的磁心材料　　285

21.7 可飽和電感器的控制　　286

21.8 限流飽和電抗器調整器　　 287

21.9 推輓飽和電抗器副邊功率控制電路　　 287

21.10 飽和電抗器調節器的優點　　 288

21.11 飽和電抗器調節器的一些限制因素　　288

21.12 恆流或恆壓復位情況(高頻不穩定情況)　　288

21.13 飽和電抗器的設計　　289

21.14 設計舉例　　290

21.15 習題　　291

第 22章 恆流電源　　292

22.1 導論　　292

22.2 恆壓電源　　292

22.3 恆流電源　　292

22.4 依從電壓　　293

22.5 習題　　294

第 23章 可調線性電源　　 295

23.1 導論　　295

23.2 基本工作(功率部分)　　295

23.3 驅動電路　　296

23.4 晶體管消耗的**大功率　　297

23.5 功率損耗的分佈　　298

23.6 電壓控制和限流電路　　299

23.7 控制電路　　299

23.8 習題　　301

第 24章 可調開關電源　　302

24.1 導論　　302

24.2 可調開關技術　　303

24.3 反激變換器的特殊性質　　 303

24.4 工作原理　　304

24.5 實際限制因數　　304

24.6 實際設計中的折中　　305

24.7 初始條件　　305

24.8 對角半橋　　305

24.9 原理方框圖(大概描述)　　 306

24.10 系統控制原理　　 307

24.11 各方框的功能　　 307

24.12 原邊功率限制　　 313

24.13 小結　　313

第 25章 可調開關電源的變壓器設計　　314

25.1 設計步驟　　314

25.2 可調頻率方式　　317

25.3 習題　　318

第三部分 應用設計

第 1章 開關電源中的電感和扼流圈　　319

1.1 導論　　319

1.2 簡單的電感　　320

1.3 共模線路濾波電感　　320

1.4 共模線路濾波電感圖解法設計舉例(採用E型鐵氧體磁心)　　 323

1.5 共模電感(E型鐵氧體磁心)的計算　　 324

1.6 串聯型線路輸入濾波電感　　 325

1.7 扼流圈(直流偏置的電感)　　 325

1.8 帶氣隙的E型鐵氧體磁心扼流圈的經驗設計方法舉例　　328

1.9 採用AP 圖解法和計算的方法來設計降壓和升壓電路中的扼流圈　　 329

1.10 降壓變換器中扼流圈(鐵氧體磁心)的AP 　　331

1.11 鐵氧體磁心和鐵粉磁心(棒狀)扼流圈　　337

1.12 習題　　337

第 2章 大電流鐵粉磁心扼流圈　　 340

2.1 導論　　340

2.2 儲能扼流圈　　341

2.3 磁心導磁率　　341

2.4 帶氣隙的E型鐵粉磁心　　 342

2.5 面積乘積(AP)圖解法設計E型扼流圈(鐵粉磁心)　　342

2.6 AP 圖解法設計E型鐵粉磁心扼流圈示例　　344

第3章 鐵粉環型磁心扼流圈　　 349

3.1 導論　　349

3.2 環型磁心首 選設計方法　　 349

3.3 擺幅扼流圈　　 350

3.4 繞組的選擇　　 352

3.5 A方案繞組設計舉例　　 352

3.6 B方案繞組設計舉例　　 355

3.7 C方案繞組設計舉例　　 355

3.8 磁損耗　　 355

3.9 總損耗和溫升　　356

3.10 線性環型扼流圈的設計　　 357

附錄3.A 面積乘積公式的推導(儲能扼流圈)　　 358

附錄3.B 填充系數和電阻系數的推導　　 362

附錄3.C 圖3.3.1所示諾模圖的推導　　 364

第4章 開關型變壓器的設計(一般原則)　　365

4.1 導論　　365

4.2 變壓器尺寸(一般考慮)　　 365

4.3 **優效率　　 366

4.4 **優的磁心尺寸和磁通密度擺幅　　 367

4.5 根據面積乘積計算磁心大小　　 369

4.6 原邊面積系數Kp 　　369

4.7 繞組填充系數Ku 　　370

4.8 均方根電流系數Kt 　　370

4.9 頻率對變壓器尺寸的影響　　 370

4.10 磁通密度擺幅ΔB 　 370

4.11 機構規範對變壓器尺寸的影響　　 372

4.12 原邊繞組匝數的計算　　372

4.13 副邊繞組匝數的計算　　373

4.14 半匝繞組　　374

4.15 導線尺寸　　374

4.16 集膚效應和導線的**優厚度　　 374

4.17 繞組拓撲結構　　377

4.18 溫升　　380

4.19 效率　　382

4.20 溫升較高時的設計　　382

4.21 消除雙股線繞組中的擊穿應力　　 383

4.22 RFI屏蔽和安全屏蔽　　383

4.23 變壓器的半匝繞法　　384

4.24 變壓器完工及真空浸漬　　 386

4.25 習題　　386

附錄4.A 變壓器設計中AP 公式的推導　　388

附錄4.B 高頻變壓器繞組的集膚和鄰近效應　　391

第5章 利用諾模圖優化150W 變壓器的設計示例　　398

5.1 導論　　398

5.2 磁心的大小和**優的磁通密度擺幅　　 398

5.3 磁心和磁心線軸的參數　　 398

5.4 原邊繞組匝數的計算　　399

5.5 原邊繞組匝數的計算　　399

5.6 原邊繞組的集膚效應　　399

5.7 副邊繞組匝數　　400

5.8 副邊導線的直徑　　 400

5.9 副邊集膚效應　　400

5.10 設計註意問題　　400

5.11 設計檢驗　　400

5.12 原邊銅損耗　　401

5.13 副邊銅損耗　　401

5.14 磁損耗　　401

5.15 溫升　　401

5.16 效率　　402

第6章 變壓器的階梯式趨於飽和效應　　403

6.1 導論　　403

6.2 減小階梯式趨於飽和效應的方法　　 403

6.3 占空比控制的推輓式變換器中的強制磁通平衡　　404

6.4 電流型控制系統中的階梯式趨向飽和問題　　406

6.5 習題　　406

第7章 雙倍磁通　　407

第8章 開關電源的穩定性和控制環路補償　　408

8.1 導論　　408

8.2 開關電源不穩定的一些原因　　 408

8.3 控制環路穩定的方法　　409

8.4 穩定性測試方法　　 409

8.5 測試步驟　　410

8.6 瞬態測試分析　　410

8.7 伯德圖　　411

8.8 閉環電源系統伯德圖的測量步驟　　 412

8.9 伯德圖的測量設備　　413

8.10 測試技術　　414

8.11 開環電源系統伯德圖的測量步驟　　 414

8.12 用“差分方法”確定**優補償特性　　 415

8.13 不穩定性難以解決的原因　　 416

8.14 習題　　 417

第9章 右半平面零點　　 419

9.1 導論　　419

9.2 對右半平面零點動態性的說明　　 419

9.3 右半平面零點簡要說明　　 419

9.4 習題　　423

第 10章 電流型控制的控制方式　　 424

10.1 導論　　424

10.2 電流型控制的控制原理　　 424

10.3 轉換電流型控制為電壓控制　　 426

10.4 完全能量傳遞電流型控制反激變換器的性能　　 427

10.5 在連續電感電流變換器拓撲中電流型控制的優點　　 427

10.6 斜率補償　　429

10.7 電感電流連續模式降壓變換器的電流型控制優點　　 430

10.8 電流型控制的固有缺點　　 432

10.9 採用電流型控制的推輓式拓撲的磁通平衡　　434

10.10 電流型控制半橋變換器和其他使用隔直電容器的　　 434

10.11 小結　　 435

10.12 習題　　 436

第 11章 光電耦合器　　 437

11.1 導論　　437

11.2 光電耦合器接口電路　　437

11.3 穩定性和噪聲靈敏度　　439

11.4 習題　　440

第 12章 開關電源用電解電容器的紋波電流額定值　　 441

12.1 導論　　441

12.2 根據公佈的數據建立電容器有效值的紋波電流的額定值　　 443

12.3 在開關型輸出濾波電容器應用中建立紋波電流有效值　　443

12.4 推薦的測試過程　　 443

12.5 習題　　444

第 13章 無感分流器　　 445

13.1 導論　　445

13.2 分流器　　445

13.3 簡單分流器的電阻與電感的比值　　 445

13.4 測量誤差　　445

13.5 低電感分流器結構　　446

13.6 習題　　447

第 14章 電流互感器　　 448

14.1 導論　　448

14.2 電流互感器的類型　　448

14.3 磁心尺寸和磁化電流(所有類型) 　　 449

14.4 電流互感器的設計步驟　　 450

14.5 單向電流互感器設計舉例　　 451

14.6 第 二種類型,推輓應用的交流電流互感器　　453

14.7 第三種類型,反激式電流互感器　　 454

14.8 第四種類型,直流電流變流器(DCCT)　　455

14.9 在反激變換器中應用電流互感器　　459

第 15章 測量用的電流探頭　　 461

15.1 導論　　461

15.2 特殊用途的電流探頭　　 461

15.3 單向(不連續)電流脈沖測量用電流探頭的設計　　462

15.4 選擇磁心尺寸　　463

15.5 計算所需要的磁心截面積　　 463

15.6 檢查磁化電流誤差　　464

15.7 電流探頭在直流和交流電流中的應用　　465

15.8 高頻交流電流探頭　　 465

15.9 低頻交流電流探頭　　 465

15.10 習題　　 466

第 16章 開關電源的散熱管理　　 467

16.1 導論　　467

16.2 高溫對半導體壽命和電源故障率的影響　　 467

16.3 自然通風散熱器、熱交換器、熱分流器和它們的電氣模擬　　 468

16.4 熱電路和等效電氣模擬　　 469

16.5 熱容量Ch(電容C 的模擬)　　472

16.6 計算結點溫度　　 472

16.7 計算熱交換器的尺寸　　 473

16.8 優化熱傳導路徑方法和在什麽地方使用“導熱連接的散熱膏” 　　 474

16.9 對流、輻射或者傳導　　476

16.10 熱交換器的效率　　479

16.11 輸入功率對熱阻的影響　　 480

16.12 熱阻和熱交換器的面積　　 480

16.13 強迫通風冷卻　　 481

16.14 習題　　482

第四部分 補充內容

第 1章 有源功率因數校正　　 483

1.1 導論　　 483

1.2 功率因數校正基礎、誤解和事實　　 484

1.3 無源功率因數校正　　488

1.4 有源功率因數校正　　491

1.5 其他調節器拓撲結構　　496

1.6 降壓變換器　　500

1.7 變換器的組合使用　　501

1.8 功率因數控制的集成電路　　 504

1.9 典型的集成電路控制系統　　 507

1.10 實用設計　　512

1.11 控制IC的選擇　　 515

1.12 功率因數控制部分　　521

1.13 降壓部分驅動級　　 524

1.14 功率元器件　　526

附錄1.A 用於功率因數校正升壓電路的扼流圈的設計實例　　 532

第 2章 硬開關的優缺點以及全諧振式開關電源　　536

2.1 導論　　536

2.2 硬開關方法的優缺點　　536

2.3 全諧振式開關系統　　538

2.4 電流型並聯諧振式鎮流器　　 540

2.5 繞線式元件的設計　　 545

2.6 結論　　549

第3章 準諧振式開關變換器　　 550

3.1 導論　　550

3.2 硬開關方法　　550

3.3 全諧振式方法　　550

3.4 準諧振式系統　　550

3.5 全橋零電壓換流移相調制10kW準諧振變換器　　 551

3.6 Q1~Q4 橋式電路的驅動時序　　 553

3.7 功率開關時序　　 554

3.8 零電壓開關的**佳條件　　 562

3.9 確定**優諧振電感(L1e)　　 566

3.10 變壓器漏感　　567

3.11 輸出整流器的緩沖　　567

3.12 開關速度和換流周期　　568

3.13 原邊和副邊的功率電路　　 570

3.14 功率波形和功率傳遞的條件　　 571

3.15 MOSFET的基本驅動原理　　 572

3.16 調制和控制電路　　 574

3.17 功率級MOSFET的開關不對稱性　　 577

3.18 結論　　 578

3.19 控制IC 　　578

第4章 全諧振式自激振盪電流型MOSFET型正弦波變換器　　 579

4.1 導論　　579

4.2 基本MOSFET諧振式逆變器　　 579

4.3 啟動MOSFET逆變器　　 581

4.4 改進型柵極驅動電路　　583

4.5 其他啟動方法　　 585

4.6 輔助電源　　585

4.7 小結　　585

第5章 單一電壓控制的寬範圍正弦波振盪器　　587

5.1 導論　　587

5.2 頻率和幅值控制原理　　587

5.3 寬範圍正弦波VCO的工作原理　　 588

5.4 電路性能　　589

電源常用術語　　591

參考文獻　　601