電源技術(shù)教程

《高等學(xué)校試用教材:開(kāi)關(guān)電源技術(shù)教程》系統(tǒng)地論述了開(kāi)關(guān)電源的工作原理、理論計(jì)算過(guò)程、各種實(shí)際應(yīng)用及設(shè)計(jì)方法，讓讀者能夠掌握基本的設(shè)計(jì)與計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，《高等學(xué)校試用教材:開(kāi)關(guān)電源技術(shù)教程》還系統(tǒng)地論述了高頻軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的工作原理、理論計(jì)算和實(shí)際工程應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法?！陡叩葘W(xué)校試用教材:開(kāi)關(guān)電源技術(shù)教程》還論述了反饋控制、小信號(hào)分析方面的內(nèi)容，從而讓讀者能在實(shí)際工程應(yīng)用中掌握小信號(hào)、反饋控制的測(cè)量、分析和校正方面的技術(shù)。作為一本工程技術(shù)人員的參考書(shū)，還給出了磁性元件、PWM控制芯片等的一些參考圖表、數(shù)據(jù)，供讀者設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)參考。

《高等學(xué)校試用教材:開(kāi)關(guān)電源技術(shù)教程》可供電子、信息、通信、儀表專(zhuān)業(yè)本科、專(zhuān)科學(xué)生使用，也可以作為電子工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)參考用書(shū)。

序

前言

概論1

第一章基本開(kāi)關(guān)型變換器主電路拓?fù)?

第一節(jié)Buck變換器4

一、工作原理5

二、電路各點(diǎn)的波形5

三、主要概念與關(guān)系式5

四、穩(wěn)態(tài)特性與元器件參數(shù)的量化11

第二節(jié)Boost變換器11

一、工作原理12

二、電路各點(diǎn)的波形12

三、主要概念與關(guān)系式13

四、穩(wěn)態(tài)特性分析17

五、起動(dòng)過(guò)程特性分析18

第三節(jié)Buck-Boost變換器18

一、工作原理19

二、電路各點(diǎn)的波形19

三、主要概念與關(guān)系式19

四、優(yōu)缺點(diǎn)21

五、拓?fù)浞治龇刺?hào)變換器21

第四節(jié)Cǔk變換器23

一、電路構(gòu)成23

二、工作原理23

三、電路各點(diǎn)的波形24

四、主要概念與關(guān)系式25

第五節(jié)四種基本變換器的比較27

第二章變換器中的功率開(kāi)關(guān)器件及其驅(qū)動(dòng)電路31

第一節(jié)開(kāi)關(guān)功率器件31

一、垂直式導(dǎo)電的IGFET(IGBT)的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)理31

二、IGBT與IGFET的不同32

第二節(jié)IGFET和IGBT的靜特性33

一、電壓、電流33

二、IGFET和IGBT作為硬開(kāi)關(guān)時(shí)的開(kāi)關(guān)特性33

第三節(jié)作為開(kāi)關(guān)使用的二極管35

一、二極管的轉(zhuǎn)態(tài)限制了工作效率fs的提高35

二、寄生二極管的作用35

三、幾種二極管的比較35

第四節(jié)功率模塊36

一、IGBT和IGFET36

二、SiCVJFET功率模塊37

第五節(jié)開(kāi)關(guān)功率器件的驅(qū)動(dòng)37

一、直接驅(qū)動(dòng)法37

二、隔離驅(qū)動(dòng)法38

三、專(zhuān)用芯片高頻脈沖調(diào)制驅(qū)動(dòng)法38

四、可飽和電抗器作磁占空比控制法39

第三章高頻開(kāi)關(guān)電源中的磁性元件設(shè)計(jì)40

第一節(jié)磁性材料的基本特性40

一、磁性材料的基本參數(shù)40

二、磁心的結(jié)構(gòu)42

三、基本電磁感應(yīng)定律43

四、高頻磁性元件的損耗43

第二節(jié)高頻變壓器的設(shè)計(jì)方法47

一、變壓器尺寸的確定48

二、變壓器的最優(yōu)效率49

三、磁感應(yīng)強(qiáng)度擺幅的選擇49

四、變壓器一次繞組匝數(shù)的計(jì)算51

五、變壓器二次繞組匝數(shù)的計(jì)算51

六、繞組導(dǎo)線(xiàn)的選擇52

七、繞組的排列結(jié)構(gòu)52

八、安全性能要求對(duì)變壓器的影響54

九、漏感對(duì)變壓器性能的影響54

第三節(jié)電感的設(shè)計(jì)方法55

一、電感器的設(shè)計(jì)方法56

二、扼流圈的設(shè)計(jì)方法57

第四節(jié)共模電感的設(shè)計(jì)61

第五節(jié)新型磁性材料62

一、鐵鎳合金62

二、鐵鋁合金63

三、非晶態(tài)合金63

四、微晶合金63

五、粉心材料64

第四章輸入與輸出隔離的各種變換器結(jié)構(gòu)66

第一節(jié)變換器供電電源66

一、概念66

二、VS的整流、濾波電路元器件計(jì)算66

第二節(jié)反激變換器69

一、工作原理69

二、變壓器的工作特點(diǎn)與設(shè)計(jì)分析72

三、雙管反激變換器73

第三節(jié)正激變換器73

一、正激變換器電路組成、工作原理和波形74

二、正激變換器的變壓器帶來(lái)的問(wèn)題74

三、技術(shù)措施74

四、基本關(guān)系式76

第四節(jié)半橋變換器原理與設(shè)計(jì)78

一、半橋變換器的工作原理78

二、半橋變換器的優(yōu)缺點(diǎn)81

三、半橋變換器變壓器的設(shè)計(jì)83

第五章高頻開(kāi)關(guān)變換器的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)85

第一節(jié)高頻開(kāi)關(guān)變換器的損耗85

第二節(jié)零電流、零電壓開(kāi)關(guān)86

第三節(jié)能量不完全傳遞的反激變換器的諧振軟開(kāi)關(guān)86

第四節(jié)Boost變換器諧振軟開(kāi)關(guān)88

第五節(jié)半橋諧振開(kāi)關(guān)變換器91

一、RLC串聯(lián)諧振基本知識(shí)91

二、半橋LLC串聯(lián)諧振變換器95

第六節(jié)有源鉗位軟開(kāi)關(guān)技術(shù)107

第七節(jié)全橋移相軟開(kāi)關(guān)技術(shù)111

一、電路原理和各工作模態(tài)分析111

二、全橋移相電路零電壓開(kāi)關(guān)形成條件114

三、二次側(cè)占空比丟失現(xiàn)象115

第八節(jié)能量完全傳遞的反激變換器的諧振軟開(kāi)關(guān)115

第六章有源功率因數(shù)、同步整流、變換器并聯(lián)技術(shù)118

第一節(jié)有源功率因數(shù)校正118

一、Boost變換器有源功率因數(shù)校正原理119

二、Boost變換器有源功率校正的電流狀態(tài)120

三、APFC的控制方式121

四、平均電流控制的APFC電路123

五、單周積分控制的APFC電路124

六、單周電流比例采樣差分控制的APFC127

第二節(jié)同步整流技術(shù)130

一、同步整流原理131

二、自驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù)132

三、輔助繞組驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù)132

四、有源鉗位同步整流技術(shù)133

五、電壓外驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù)134

六、應(yīng)用諧振技術(shù)的軟開(kāi)關(guān)同步整流技術(shù)135

七、正激有源鉗位電路的外驅(qū)動(dòng)軟開(kāi)關(guān)同步整流技術(shù)135

第三節(jié)高頻開(kāi)關(guān)變換器的并聯(lián)均流136

一、輸出阻抗法并聯(lián)均流技術(shù)137

二、主/從控制法138

三、平均電流自動(dòng)均流技術(shù)139

四、最大電流法自動(dòng)均流技術(shù)140

五、熱應(yīng)力自動(dòng)均流技術(shù)140

第七章開(kāi)關(guān)電源的閉環(huán)控制142

第一節(jié)開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的隔離技術(shù)142

一、隔離技術(shù)142

二、系統(tǒng)架構(gòu)和負(fù)反饋143

第二節(jié)PWM開(kāi)關(guān)電源的集成電路芯片143

一、SG3524電壓控制型芯片143

二、UC3846/3842電流控制型芯片145

三、集成控制芯片的發(fā)展147

第三節(jié)狀態(tài)空間平均法的動(dòng)態(tài)理論和參數(shù)148

一、開(kāi)關(guān)變換器小信號(hào)分析148

第四節(jié)開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)穩(wěn)定和校正156

一、開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定條件156

二、主要參數(shù)相關(guān)性157

第五節(jié)伯德圖的測(cè)量設(shè)備及測(cè)量方法157

一、從開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中的某點(diǎn)注入信號(hào)的方法157

二、利用幾Hz以上的開(kāi)環(huán)伯德圖測(cè)量方法作出"總開(kāi)"曲線(xiàn)158

三、用差分方法確定補(bǔ)償特性曲線(xiàn)159

第六節(jié)誤差放大器反饋網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的確定160

第八章高頻開(kāi)關(guān)變換器的保護(hù)電路163

第一節(jié)輸入浪涌電壓163

一、輸入浪涌電壓的形成及形式163

二、輸入浪涌電壓抑制元器件164

三、抑制輸入浪涌電壓的方法167

第二節(jié)輸入浪涌電流168

一、輸入浪涌電流的產(chǎn)生168

二、輸入浪涌電流的抑制方法170

第三節(jié)輸入過(guò)電壓、過(guò)電流的保護(hù)172

第四節(jié)輸出過(guò)電壓、過(guò)電流的保護(hù)172

第五節(jié)開(kāi)關(guān)變換器的過(guò)熱保護(hù)173

第六節(jié)開(kāi)關(guān)變換器電磁干擾的防護(hù)174

一、開(kāi)關(guān)變換器電磁干擾的產(chǎn)生和測(cè)定174

二、開(kāi)關(guān)變換器傳導(dǎo)噪聲的抑制175

三、開(kāi)關(guān)變換器輻射噪聲的抑制178

參考文獻(xiàn)185