開關電源技術

 

 

 

 

 

目錄

 

第1章開關電源技術概述

 

1.1開關電源範疇

 

1.1.1“開關”的含義

 

1.1.2開關電源的定義

 

1.2開關電源的發展歷程

 

1.3線性穩壓電源與開關電源

 

1.3.1線性穩壓電源

 

1.3.2開關電源

 

1.3.3開關電源的優點

 

1.4開關電源的技術指標

 

1.4.1電氣輸入技術指標

 

1.4.2電氣輸出技術指標

 

1.5開關電源的發展及趨勢

 

習題

 

第2章開關電源常用器件及開關管驅動電路

 

2.1特殊電阻

 

2.1.1壓敏電阻

 

2.1.2熱敏電阻

 

2.2電容

 

2.2.1陶瓷電容

 

2.2.2薄膜電容

 

2.2.3電解電容

 

2.3共模電感與磁珠

 

2.3.1共模電感

 

2.3.2磁珠

 

2.4功率二極管

 

2.4.1快恢復功率二極管

 

2.4.2肖特基二極管

 

2.4.3碳化硅二極管

 

2.5功率MOSFET

 

2.5.1功率MOSFET的主要參數

 

2.5.2輸出特性

 

2.5.3開關特性

 

2.5.4碳化硅MOSFET

 

2.6IGBT

 

 

 

 

 

2.6.1轉移特性

 

2.6.2輸出特性

 

2.6.3開關特性

 

2.7驅動電路

 

2.7.1光耦TLP250

 

2.7.2IR2110與IRS21864

 

2.7.3M57962L

 

習題

 

第3章開關電源中的基本電路拓撲

 

3.1非隔離型基本電路

 

3.1.1降壓型(Buck)電路

 

3.1.2升壓型(Boost)電路

 

3.1.3升降壓型(BuckBoost)電路

 

3.1.4丘克(Cuk)電路

 

3.2隔離型基本電路

 

3.2.1反激型(Flyback)電路

 

3.2.2正激型(Forward)電路

 

3.2.3半橋型(Halfbridge)電路

 

3.2.4全橋型(Fullbridge)變換器

 

3.2.5推輓型(PushPull)電路

 

習題

 

第4章三電平變換器

 

4.1Buck三電平變換器

 

4.1.1BuckTL變換器的工作模式

 

4.1.2變換器在兩電平工作模式(D<0.5)時的數量關系

 

4.1.3變換器在三電平工作模式(D>0.5)時的數量關系

 

4.1.4MATLAB/Simulink模擬驗證

 

4.2Boost、BuckBoost、Cuk三電平變換器

 

4.3隔離式三電平變換器

 

4.3.1隔離式正激變換器的三電平電路

 

4.3.2半橋、全橋式三電平變換器電路

 

習題

 

第5章軟開關技術

 

5.1什麽是軟開關技術

 

5.2軟開關技術的分類

 

5.3無源吸收電路

 

5.3.1RCD關斷吸收電路

 

5.3.2RLD開通吸收電路

 

5.4零電壓準諧振變換器

 

5.4.1零電壓準諧振變換器的工作原理

 

5.4.2零電壓準諧振變換器的模擬驗證

 

5.5LC串聯諧振變換器

 

5.5.1fs<0.5fr時的工作原理

 

5.5.20.5fr<fs<fr時的工作原理

 

5.5.3fs>fr時的工作原理

 

5.5.4LC串聯諧振變換器的模擬驗證

 

5.6LC並聯諧振變換器

 

5.6.1fs<0.5fr時的工作原理

 

5.6.20.5fr<fs<fr、fs>fr時的工作原理

 

5.6.3LC並聯諧振變換器的模擬驗證

 

5.7LLC諧振變換器

 

5.7.1LLC諧振變換器的工作原理

 

5.7.2LLC諧振變換器的輸出特性

 

5.7.3LLC諧振變換器的模擬驗證

 

5.8移相全橋零電壓開關PWM變換器

 

5.8.1移相全橋零電壓開關PWM變換器的工作原理

 

5.8.2移相全橋零電壓開關PWM變換器的模擬驗證

 

5.8.3移相全橋零電壓開關PWM變換器的優點和缺點

 

習題

 

第6章開關電源的控制方式

 

6.1電壓控制方式

 

6.1.1電壓控制方式的基本原理

 

6.1.2電壓控制型開關電源的模擬

 

6.1.3電壓控制型開關電源的優點和缺點

 

6.2峰值電流控制方式

 

6.2.1峰值電流控制方式的基本原理

 

6.2.2峰值電流控制型開關電源的模擬

 

6.2.3峰值電流控制型開關電源的優點和缺點

 

6.3平均值電流控制方式

 

6.3.1平均值電流控制方式的基本原理

 

6.3.2平均值電流控制型開關電源的模擬

 

6.3.3平均值電流控制型開關電源的優點和缺點

 

6.4滯環電流控制方式

 

6.4.1滯環電流控制方式的基本原理

 

6.4.2滯環電流控制型開關電源的MATLAB/Simulink模擬

 

6.4.3滯環電流控制型開關電源的優點和缺點

 

習題

 

第7章變換器中變壓器和電感器的設計

 

7.1磁路及其基本定律

 

7.1.1磁路的基本物理量

 

7.1.2磁路的基本定律

 

7.2磁滯回線

 

7.3鐵心的工作狀態

 

7.3.1第Ⅰ類工作狀態

 

7.3.2第Ⅱ類工作狀態

 

7.3.3第Ⅲ類工作狀態

 

7.4常用的高頻鐵心軟磁材料及其性能

 

7.4.1硅鋼片

 

7.4.2鐵鎳軟磁合金

 

7.4.3非晶態合金和微晶合金

 

7.4.4軟磁鐵氧體

 

7.4.5磁粉心

 

7.4.6軟磁材料的選取原則

 

7.5電感器的設計

 

7.5.1電感器基本關系

 

7.5.2加氣隙電感器的設計

 

7.5.3採用磁粉心電感器的設計

 

7.5.4反激型變換器儲能電感的設計

 

7.6變壓器的設計

 

7.6.1變壓器基本關系

 

7.6.2變壓器的設計

 

習題

 

附錄7.1新康達EE型鐵心尺寸

 

附錄7.2高強度漆包線規格

 

第8章開關電源的閉環穩定和校正

 

8.1系統穩定的概念

 

8.1.1系統的穩定性

 

8.1.2電路穩定的增益準則

 

8.2常用反饋調節器電路及其數學關系

 

8.2.1常用反饋調節器電路

 

8.2.2伯德圖中的數學關系

 

8.3開關電源輸出特性

 

8.3.1LC濾波型開關電源電路輸出特性

 

8.3.2C濾波型開關電源電路輸出特性

 

8.4補償調節器的設計

 

8.4.1LC濾波型開關電源電路反饋調節器的設計

 

8.4.2C濾波型開關電源電路反饋調節器的設計

 

習題

 

第9章開關電源的應用

 

9.1大功率鉛酸蓄電池充電器的技術要求

 

9.2主電路的設計

 

9.2.1整流濾波電容C1、C2的選取

 

9.2.2變壓器的設計

 

9.2.3濾波電感與濾波電容的設計

 

9.2.4開關管、二極管的選擇

 

9.3控制電路的設計

 

9.3.1控制環路的設計

 

9.3.2啟動延時電路

 

9.3.3驅動電路

 

9.3.4保護電路

 

9.3.5輔助電源以及共地的相關說明

 

習題

 

附錄A“開關電源及技術”課程設計

 

參考文獻