實(shí)用開關(guān)電源設(shè)計(jì)

本書可供從事開關(guān)電源設(shè)計(jì)開發(fā)的工程技術(shù)人員參考使用，也可作為高等院校電力電子技術(shù)及其相關(guān)專業(yè)大學(xué)生、碩士生、博士生和教師的參考用書。

第一章 引言

1.1 電源

1.1.1 實(shí)驗(yàn)室電源

1.1.2 交流電源

1.1.3 蓄電池（I）

1.1.4 太陽能電池

1.2 負(fù)載

1.2.1 高速的要求

1.2.2 低噪音要求

1.2.3 蓄電池（II）

1.2.4 電話機(jī)

1.2.5 日光燈管

1.2.6 其他變換器

1.3 安全

第二章 電路拓?fù)涞膶?shí)用選擇

2.1 引言：電路拓?fù)涠噙_(dá)上百種

2.2 一般性考慮

2.2.1 升壓或者降壓

2.2.2 占空比的實(shí)際限制

2.2.3 多少組輸出

2.2.4 隔離

2.2.5 EMI

2.2.6 選用雙極性晶體管還是MOSFET

2.2.7 連續(xù)和斷續(xù)

2.2.8 同步整流

2.2.9 電壓模式控制和電流模式控制

2.2.10 結(jié)論

2.3 BUCK變換器

2.3.1 限制

2.3.2 門極驅(qū)動(dòng)困難

2.4 反激變換器

2.4.1 兩種形式

2.4.2 與升壓電路名字時(shí)的混淆

2.4.3 連續(xù)和斷續(xù)

2.4.4 電容的限制

2.4.5 輸出功率限制

2.4.6 輸出繞組的限制

2.5 Buck-Boost變換器

2.5.1 Buck-Boost變換器的限制

2.6 正激變換器

2.6.1 最小負(fù)載

2.6.2 漏感

2.6.3 總結(jié)

2.7 推挽變換器

2.7.1 電壓型

2.7.2 電流型

2.7.3 變壓器的利用率

2.8 諧振變換器

2.8.1 諧振變換器和軟開關(guān)變換器的區(qū)別

2.8.2 為什么不選用諧振變換器

2.8.3 為什么要選用軟開關(guān)變換器

2.9 復(fù)合變換器

2.9.1 什么時(shí)候采用這些復(fù)合變換器

參考文獻(xiàn)

第3章 器件的實(shí)用選擇

3.1 引言

3.2 電阻

3.2.1 阻值

3.2.2 電阻的類型

3.2.3 誤差

3.2.4 選擇比率

3.2.5 最大電壓

3.2.6 溫度系數(shù)

3.2.7 功率定額

3.2.8 脈沖功率

3.2.9 無感線繞電阻

3.2.10 分流器

3.2.11 把連接線當(dāng)作電阻使用

3.3 電容器及其用法

3.3.1 電容器的種類

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)值

3.3.3 誤差

3.3.4 ESR和功率損耗

3.3.5 老化

3.3.6 dV/dt

3.3.7 電容的串聯(lián)

3.4 肖特基二極管

3.5 整流二極管

3.5.1 反向恢復(fù)

3.5.2 越快越好嗎？

3.6 晶體管：BJTs

3.6.1 脈沖電流

3.6.2 放大倍數(shù)可以用多大？

2.6.3 不要忽略集電極漏電流

3.6.4 發(fā)射極-基極之間的齊納擊穿——這是壞事嗎？

3.6.5 快速關(guān)斷

3.7 晶體管：MOSFET

3.7.1 不要把JFET和MOSFET搞混淆

3.7.2 p-溝道和n-溝道

3.7.3 雙向?qū)?

3.7.4 計(jì)算損耗：導(dǎo)通損耗

3.7.5 計(jì)算損耗：門極充電損耗

3.7.6 計(jì)算損耗：開關(guān)損耗

3.7.7 需要門極電阻

3.7.8 最大門極電壓

3.8 運(yùn)算放大器

3.8.1 失調(diào)：輸入失調(diào)電壓

3.8.1 失調(diào)：輸入失調(diào)電壓

3.8.2 失調(diào)：輸入失調(diào)電流

3.8.3 失調(diào)：輸入偏置電流

3.8.4 關(guān)于失調(diào)要做什么

3.8.5 大電阻的限制

3.8.6 增益帶寬

3.8.7 相移

3.8.8 電壓上升速率

3.9 比較器

3.9.1 磁滯效應(yīng)

3.9.2 輸出飽和電壓

參考文獻(xiàn)

第4章 儀器的實(shí)用指導(dǎo)

4.1 引言

4.2 計(jì)算器和計(jì)算方法

4.2.2 我在乎這些嗎？

4.2.3 一個(gè)密切的相關(guān)問題

4.2.4 另外一個(gè)需要避免的問題

4.3 數(shù)字萬用表和其他儀表

4.3.1 精確度和準(zhǔn)確度

4.3.2 平均

4.3.3 數(shù)字萬用表怎么濾波"para" label-module="para">

4.3.4 測(cè)量有效值和數(shù)字電壓表的帶寬

4.3.5 測(cè)量效率：交叉－校正

4.3.6 怎樣放置探針

4.3.7 測(cè)量低阻值的電阻

4.3.8 用分流器測(cè)量大于10A的電流

4.3.9 怎么樣用數(shù)字萬用表測(cè)量MOSFET

4.4 電子負(fù)載

4.4.1 為什么穩(wěn)定的變換器會(huì)出現(xiàn)振蕩"para" label-module="para">

4.4.2 最小輸入電壓

4.5 示波器

4.5.1 混疊效應(yīng)

4.6 網(wǎng)絡(luò)分析儀

4.6.1 操作步驟介紹

4.7 尼奎斯特圖

參考文獻(xiàn)

第5章 磁元件的實(shí)用設(shè)計(jì)

5.1 磁的基礎(chǔ)知識(shí)

5.1.1 引言

5.1.2 安培定律

5.1.3 法拉第定律

5.1.4 關(guān)于電感

5.1.5 混亂的單位

5.1.6 神秘的詞：三個(gè)“R”

5.2 理想變壓器

5.2.1 反激式“變壓器”是怎么樣的一個(gè)磁芯元件？

5.3 實(shí)際變壓器

5.3.1 磁芯材料

5.3.2 飽和

5.3.3 磁芯的其他局限

5.3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.4 直流電感的實(shí)際設(shè)計(jì)

5.4.1 選擇磁芯

5.4.2 第一次嘗試

5.4.4 選擇導(dǎo)線

5.4.5 電阻的計(jì)算

5.4.6 功率損耗

5.4.7 和溫度有關(guān)

5.4.8 結(jié)論

5.5 反激式變壓器的設(shè)計(jì)實(shí)例

5.5.1 反激式變壓器的主要方程

5.5.2 磁芯材料類型的選擇

5.5.3 磁芯的選擇

5.5.4 磁芯材料的選擇

5.5.5 氣隙的選擇

5.5.6 磁心損耗

5.5.7 怎么查閱這么小數(shù)量級(jí)的圖表？

5.5.8 是否可以通過降低開關(guān)頻率來降低磁芯損耗？

5.5.9 繞組損耗

5.5.9 是否要考慮趨膚效應(yīng)？

5.5.10 銅耗與變壓器總損耗

5.5.11 磁感應(yīng)強(qiáng)度有兩個(gè)公式？

5.6 正激變換器的設(shè)計(jì)實(shí)例

5.6.1 變比=1：1

5.6.2 變比=2：1

5.6.3 匝數(shù)比=3：1

5.6.4 匝數(shù)比=4：1

5.7 電流互感器的設(shè)計(jì)實(shí)例

5.8 可批量生產(chǎn)的磁性元件設(shè)計(jì)技術(shù)

5.8.1 導(dǎo)線的粗細(xì)

5.8.2 導(dǎo)線粗細(xì)比率

5.8.3 環(huán)形磁芯繞線的限制

5.8.4 膠帶與導(dǎo)線的絕緣

5.8.5 分層

5.8.6 繞組的數(shù)目

5.8.7 密封

5.8.8 說明書

5.9 結(jié)論

參考文獻(xiàn)

第6章 實(shí)用反饋設(shè)計(jì)

6.1 引言

6.2 復(fù)習(xí)

6.2.1 對(duì)數(shù)和分貝（dB）

6.2.2 復(fù)數(shù)

6.2.3 復(fù)函數(shù)

6.2.4 什么是函數(shù)變換？

6.2.5 兩種函數(shù)變換

6.2.6 兩種變換有什么區(qū)別

6.2.7 電容C和電感L的變換

6.3 傳遞函數(shù)

6.3.1 什么是傳遞函數(shù)？什么時(shí)候用到傳遞函數(shù)？

6.3.2 傳遞函數(shù)的合成法則

6.3.3 非線性系統(tǒng)沒有（有用的）函數(shù)變換

6.4 基本的控制理論

6.4.1 波特圖（Bode Plots）

6.4.2 穩(wěn)定的要求

6.4.3 需要多少相位裕度系統(tǒng)才能穩(wěn)定

6.4.4 增益裕度

6.4.5 關(guān)于條件穩(wěn)定

6.4.6 小信號(hào)和大信號(hào)穩(wěn)定

6.5 如何讓電壓型buck變換器穩(wěn)定

6.5.1 如何測(cè)量開環(huán)響應(yīng)

6.5.2 Venable 的 K-因子環(huán)路補(bǔ)償法

6.5.3 實(shí)際需要考慮的問題

6.5.4 其他方面的評(píng)價(jià)

6.5.5 如何測(cè)量閉環(huán)響應(yīng)

6.5.6 如何測(cè)量：變壓器法

6.5.7 如何測(cè)量：信號(hào)迭加

6.5.8 變換器的閉環(huán)

6.5.9 不要用錯(cuò)誤的方法測(cè)量環(huán)路

6.5.10 測(cè)量開環(huán)的更好方法

6.5.11 如果誤差放大器同相端沒有引出腳，那該這么處理？

6.6 電流模式控制

6.6.1 理論

6.6.2 電流模式控制的局限性

6.6.3 斜坡補(bǔ)償

6.6.4 如何補(bǔ)償電流模式控制器

6.6.5 電流環(huán)能測(cè)量嗎？

6.6.6 平均電流模式控制

6.7 無最小相位系統(tǒng)

6.7.1 奈奎斯特圖（Nyquist Plots）

6.8 系統(tǒng)穩(wěn)定的一些概念

6.8.1 輸入阻抗

6.8.2 變換器的輸出阻抗

6.8.3 兩個(gè)穩(wěn)定的變換器可以組成一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)！

6.8.4 一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)的例子

6.9 關(guān)于仿真的一些想法

參考文獻(xiàn)

第7章 實(shí)用控制和監(jiān)控電路設(shè)計(jì)

7．1 控制電路

7.1.1 啟動(dòng)

7.1.2 軟啟動(dòng)

7.1.3 時(shí)序

7.1.4 反饋

7.1.5 限流

7.1.6 開關(guān)頻率

7.1.7 同步

7.2 監(jiān)控電路

7.2.1 如何監(jiān)控電壓

7.2.2 電壓基準(zhǔn)

7.2.3 在沒有負(fù)電源供電時(shí)如何監(jiān)控一個(gè)負(fù)電壓

7.2.4 為何需要采用滯環(huán)比較器

7.2.5 電阻與分流器

7.2.6 差分放大器

7.2.7 補(bǔ)償分流器的電感

7.2.8 故障應(yīng)為低電平

7.2.9 驅(qū)動(dòng)紅色LED

第8章 實(shí)用效率和熱管理

8.1 效率

8.1.1 定義

8.1.2 效率的重要性

8.1.3 模塊

8.1.4 90%的效率已經(jīng)相當(dāng)出色

8.1.5 計(jì)算實(shí)例1

8.1.6 計(jì)算實(shí)例2

8.1.7 提高效率

8.2 熱管理

8.2.1 元件壽命與溫度

8.2.2 模塊

8.2.3 美軍標(biāo)MIL-HDBK-217

8.2.4 MIL-HDBK-217標(biāo)準(zhǔn)：舉例

8.2.5 MIL-HDBK-217標(biāo)準(zhǔn)：討論

8.2.6 溫度計(jì)算

8.2.7 散熱器等

8.2.8 有限元分析

參考文獻(xiàn)

第9章 實(shí)用EMI控制方法

9.1 概述

9.1.1 傳導(dǎo)和輻射

9.1.2 輻射噪聲的處理辦法

9.1.3 外殼材料

9.1.4 共模和差模

9.1.5 地線和大地

9.1.6 軍用和商用測(cè)試方法

9.1.7 如何從差模中分離共模

9.1.8 噪聲來源

9.1.9 開關(guān)波形

9.1.10 電容耦合

9.2 布板

9.2.1 信號(hào)地和功率地

9.2.2 大電流驅(qū)動(dòng)電路接地，孤立地線

9.2.3 器件只有輸入信號(hào)，沒有信號(hào)地線的情況

9.2.4 電流互感器的位置

9.2.5 反饋信號(hào)線

9.2.6 布板提示

9.3 低頻濾波

9.3.1 基本知識(shí)

9.3.2 差模濾波

9.3.3 商業(yè)用途與軍用

9.3.4 參數(shù)選取

9.3.5 共模濾波

9.3.6 參數(shù)選取

9.3.7 電感、電容及其缺點(diǎn)

9.3.8 MOV（壓敏電阻）存在電容

9.3.9 單個(gè)元件的價(jià)格獲得2個(gè)元件的效果

9.3.10 不可能獲得100dB的衰減

9.4 高頻濾波

9.4.1 何處使用磁珠

9.4.2 穿通電容

9.5 其他相關(guān)主題

9.5.1 噪聲估算

9.5.2 最優(yōu)濾波

9.6 最優(yōu)軍用EMI濾波器設(shè)計(jì)

9.7 EMI濾波與變流器穩(wěn)定性

參考文獻(xiàn)

第10章 實(shí)用最差情況分析方法

10.1 概述

10.1.1 最差情況分析的目的

10.1.2 如何進(jìn)行WCA

10.1.3 應(yīng)力分析的目的

10.1.4 有效值（RMS）與最差情況

10.1.5 數(shù)學(xué)方法與仿真

10.1.6 蒙特卡羅分析？靈敏度分析？

10.2 舉例

10.2.1 電路

10.2.2 電路

10.2.3 表格評(píng)估方法

10.2.4 WCA：比較器動(dòng)作電平

10.2.5 WCA：雙極型晶體管（BJT）正常情況關(guān)斷

10.2.6 WCA：PWM芯片關(guān)斷時(shí)間

10.2.7 應(yīng)力分析

10.2.8 結(jié)論

10.3 結(jié)束語

書名： 實(shí)用開關(guān)電源設(shè)計(jì) 書號(hào)： 7-115-14641-1/TN·2755

原書名： Practical Design of Power Supplies

出版社： 　北京圖靈文化發(fā)展有限公司

叢書名： 圖靈電子與電氣工程叢書

分類： 電子電氣 >> 電力電子

作者： Ron Lenk

譯者： 王正仕 張軍明 徐德鴻(審)

出版日期： 2006-04-24

語種： 簡(jiǎn)體中文

開本： 16開

頁數(shù)： 264

20世紀(jì)80年代以來，功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用掀起了一場(chǎng)開關(guān)電源技術(shù)的革命，開關(guān)電源中功率器件的開關(guān)頻率提升至數(shù)十千赫或數(shù)百千赫，甚至兆赫，使直流電源的功率密度發(fā)生了質(zhì)的飛躍。開關(guān)電源正迅速替代線性電源，已在計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、辦公設(shè)備、家用電器、儀器儀表和照明設(shè)備等方面獲得廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代開關(guān)電源行業(yè)迅速崛起，已成為電子行業(yè)的重要組成部分。當(dāng)前，世界電源產(chǎn)業(yè)迅速向中國轉(zhuǎn)移，同時(shí)國內(nèi)也出現(xiàn)了許多中小型電源企業(yè)，因此十分有必要進(jìn)一步推廣和普及電源技術(shù)實(shí)用知識(shí)，同時(shí)這也有利于提高國內(nèi)電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)的品質(zhì)和性能，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。.

Ron Lenk先生撰寫的這本關(guān)于開關(guān)電源設(shè)計(jì)的著作，不是一本開關(guān)電源技術(shù)入門書，而是一本優(yōu)秀的提高性開關(guān)電源技術(shù)參考書，實(shí)用性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)。書中內(nèi)容包括開關(guān)電源典型功率變換電路的選取原則、開關(guān)電源中常用元件特性和選用方法、開關(guān)電源性能測(cè)試儀器功能和使用方法、磁性元件設(shè)計(jì)方法、反饋設(shè)計(jì)方法、控制電路及保護(hù)電路、效率估計(jì)和熱設(shè)計(jì)以及電磁兼容等。本書中有關(guān)開關(guān)電源中常用元件特性和選用方法、磁性元件設(shè)計(jì)方法以及反饋設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容的章節(jié)頗具特色。..

本書比較適合已有電力電子技術(shù)基礎(chǔ)或開關(guān)電源技術(shù)基礎(chǔ)的讀者，可用作進(jìn)一步提高電源設(shè)計(jì)知識(shí)的參考書。

全書譯稿經(jīng)浙江大學(xué)徐德鴻教授審校，在此謹(jǐn)致衷心感謝!

由于譯者水平有限，翻譯不當(dāng)之處，歡迎讀者批評(píng)指正。...

譯 者

2006年1月