开关稳压电源的设计和应用（第2版）

电力电子新技术系列图书序言

前言

第1章绪论1

1.1关于开关稳压电源1

1.2开关电源的发展史2

1.3开关电源的应用7

1.4本书的基本结构8

参考文献9

第2章PWM开关电路拓扑10

2.1开关电源中电力电子电路的分类10

2.2非隔离型DC-DC变换电路11

2.2.1降压（Buck）型电路12

2.2.2升压（Boost）型电路18

2.2.3升降压（Buck-Boost）型电路22

2.2.4丘克（Cuk）型电路27

2.2.5Sepic型电路28

2.2.6Zeta型电路29

2.3隔离型电路31

2.3.1正激型电路31

2.3.2反激型电路35

2.3.3半桥型电路38

2.3.4全桥型电路41

2.3.5推挽型电路45

2.4整流电路48

2.4.1全桥整流电路48

2.4.2全波整流电路49

2.4.3倍流整流电路49

2.4.4同步整流技术52

2.5双向DC-DC电路54

2.5.1非隔离型双向DC-DC电路54

2.5.2隔离型双向DC-DC电路57

2.6小结58

参考文献58

第3章软开关技术60

3.1软开关的基本概念60

3.1.1硬开关与软开关60

3.1.2零电压开关与零电流开关62

3.2软开关电路的分类62

3.2.1准谐振电路62

3.2.2零电压开关PWM电路和零电流开关PWM电路63

3.2.3零电压转换PWM电路和零电流转换PWM电路64

3.3典型的软开关电路64

3.3.1零电压准谐振电路65

3.3.2移相全桥型零电压开关PWM电路67

3.3.3有源钳位正激型电路72

3.3.4有源钳位反激型电路75

3.3.5零电压转换PWM电路78

3.3.6不对称半桥型电路79

3.3.7软开关PWM三电平直流变换器80

3.4谐振变换电路的原理及分类82

3.5典型的谐振变换电路83

3.5.1串联谐振电路83

3.5.2并联谐振电路86

3.5.3串并联谐振电路89

3.6小结92

参考文献93

第4章开关电源控制系统的原理95

4.1开关电路的建模95

4.1.1理想开关模型96

4.1.2状态空间平均模型97

4.1.3小信号模型99

4.2控制系统各部分的传递函数100

4.2.1开关电路100

4.2.2PWM比较器104

4.2.3调节器105

4.3基于传递函数的分析方法106

4.3.1系统的稳定性分析106

4.3.2动态性能分析109

4.4电压模式控制与电流模式控制110

4.5电压模式控制系统及其模型111

4.6电流模式控制及其建模112

4.6.1峰值电流模式控制113

4.6.2平均电流模式控制114

4.6.3倍周期振荡和电流环的平均模型114

4.6.4对平均模型的改进及新的建模方法115

4.7并机均流控制的原理124

4.8小结128

参考文献128

第5章常用电力电子器件130

5.1二极管130

5.2电力MOSFET134

5.2.1结构和工作原理134

5.2.2主要参数137

5.2.3新型MOSFET器件简介138

5.3绝缘栅双极型晶体管(IGBT)139

5.3.1结构与工作原理139

5.3.2主要参数141

5.3.3IGBT的发展及新型结构工艺简介141

5.4MOSFET及IGBT的驱动及保护143

5.4.1MOSFET及IGBT的驱动143

5.4.2MOSFET及IGBT的保护147

5.5功率模块与功率集成电路149

5.6基于宽禁带半导体材料的电力电子器件151

5.6.1碳化硅肖特基二极管152

5.6.2碳化硅场效应晶体管153

5.6.3氮化镓场效应晶体管153

5.7小结155

参考文献156

第6章无源器件157

6.1常用电容器及选型157

6.1.1电容器的主要参数157

6.1.2电解电容器159

6.1.3有机薄膜电容器162

6.1.4瓷介电容器162

6.2电感及变压器163

6.2.1常用的软磁材料163

6.2.2电感167

6.2.3变压器171

6.3小结174

参考文献175

第7章功率电路的设计176

7.1开关电源的主要技术指标及分析176

7.1.1输入参数176

7.1.2输出参数177

7.1.3电磁兼容性能指标179

7.1.4其他指标180

7.2主电路设计181

7.2.1主电路的选型181

7.2.2硬开关与软开关电路的选择181

7.2.3正激、推挽、半桥和全桥型电路的主电路元器件参数的计算182

7.2.4反激型电路的主电路元器件参数的确定188

7.3热设计和结构设计191

7.3.1开关元件的热设计191

7.3.2变压器和电抗器的热设计192

7.3.3机箱结构的设计194

7.4小结195

参考文献195

第8章控制电路的设计196

8.1电压模式控制电路的设计196

8.1.1电压调节器的结构形式196

8.1.2电压调节器的参数197

8.2峰值电流模式控制电路的设计200

8.3平均电流模式控制电路的设计200

8.4控制电路结构和主要组成部分的原理202

8.5典型的PWM控制电路204

8.6数字PWM控制芯片218

8.6.1数字PWM控制器的结构方案218

8.6.2典型的数字PWM控制器芯片219

8.7小结221

参考文献221

第9章功率因数校正技术223

9.1谐波和功率因数的定义223

9.2开关电源的功率因数校正技术226

9.3单相功率因数校正电路227

9.3.1基本原理227

9.3.2主电路参数计算231

9.3.3单相功率因数校正的控制电路234

9.4三相功率因数校正电路237

9.5软开关功率因数校正电路240

9.6单级功率因数校正技术241

9.6.1单相单级功率因数校正变换器241

9.6.2三相单级功率因数校正变换器245

9.7小结247

参考文献248

第10章开关电源的电磁兼容问题250

10.1电磁兼容的基本概念250

10.2开关电路的EMI模型251

10.3EMI滤波器的设计256

10.4抗干扰实验及抗干扰设计259

10.5小结261

参考文献261

第11章开关电源设计实例262

11.1 90W反激型电源适配器设计262

11.1.1技术指标262

11.1.2输入PFC电路的设计262

11.1.3反激型电路的设计267

11.2同步Buck型电路的设计270

11.2.1技术指标270

11.2.2电感的设计270

11.2.3MOSFET的计算271

11.2.4控制芯片的选择271

11.3 3kW通信用开关电源设计273

11.3.1技术要求273

11.3.2主电路设计273

11.3.3控制电路的结构279

11.4 6kW电力操作电源设计280

11.4.1技术要求280

11.4.2主电路设计280

11.5小结285

参考文献285