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開關電源設計(第三版) 讀者對象:本書可作為高校師生學習高頻開關電源的教材,也可作為開關電源設計、開發(fā)工程師的設計參考資料。 ![]()
本書包含拓撲、磁路與電路設計、典型波形、開關電源技術的應用4部分,具體內容包括開關電源常用拓撲的基本工作原理、變壓器和磁性元件設計、電力晶體管的基極驅動電路、MOSFET和IGBT及其驅動電路、磁放大器后級穩(wěn)壓器、開關損耗分析與負載線整形緩沖電路、反饋環(huán)路的穩(wěn)定、諧振變換器、開關電源的典型波形、功率因數(shù)及功率因數(shù)校正、電子鎮(zhèn)流器、用于筆記本電腦和便攜式電子設備的低輸入電壓變換器等。
Abraham I. Pressman是美國知名的電源顧問和專家,是軍事雷達軍官和四十多年的模/數(shù)設計工程師。Keith Billings是一名特許電子工程師,著有Switchmode Power Supply Handbook(由McGraw-Hill出版)。Taylor Morey是加拿大安大略省基臣納爾市康耐斯托加學院電子學教授,與人合著過電子器件教科書,曾在滑鐵盧市勞瑞爾大學任教。
肖文勛,華南理工大學,博士,副教授,加拿大University of Manitoba訪問學者,首屆珠江科技新星,IEEE Member,廣東省電源學會秘書長。主持過國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、高等學校博士學科點專項科研基金和廣州市珠江科技新星等多項項目,并主研863計劃、“十一五”國家科技支撐計劃、國家自然科學基金重點、廣東省戰(zhàn)略性新興產業(yè)、省部產學研合作等10多項項目。發(fā)表論文80多篇,其中SCI收錄25篇,EI收錄26篇;出版譯著1部;申請發(fā)明專利110項,其中獲得授權中國發(fā)明專利62項、美國專利1項;獲得授權實用新型專利92項;獲得國家專利優(yōu)秀獎3項,廣東省科學技術進步獎一等獎1項,中國機械工業(yè)科學技術發(fā)明獎一等獎1項,以及其他省部級科學技術獎10多項。
第1部分 拓 撲
第1章 基本拓撲 2 1.1 線性穩(wěn)壓器和Buck、Boost及反相開關穩(wěn)壓器簡介 2 1.2 線性穩(wěn)壓器—耗能型穩(wěn)壓器 2 1.2.1 基本工作原理 2 1.2.2 線性穩(wěn)壓器的缺點 3 1.2.3 串聯(lián)晶體管的功率損耗 4 1.2.4 線性穩(wěn)壓器的效率與輸出電壓的關系 4 1.2.5 串聯(lián)PNP型晶體管的低功耗線性穩(wěn)壓器 6 1.3 開關穩(wěn)壓器拓撲 6 1.3.1 Buck開關穩(wěn)壓器 6 1.3.2 Buck穩(wěn)壓器的主要電流波形 8 1.3.3 Buck穩(wěn)壓器的效率 9 1.3.4 Buck穩(wěn)壓器的效率(考慮交流開關損耗) 10 1.3.5 理想開關頻率的選擇 12 1.3.6 設計例子 13 1.3.7 輸出電容 17 1.3.8 基于Buck穩(wěn)壓器的隔離半穩(wěn)壓輸出 18 1.4 Boost開關穩(wěn)壓器拓撲 19 1.4.1 基本工作原理 19 1.4.2 Boost穩(wěn)壓器的不連續(xù)導電模式 20 1.4.3 Boost穩(wěn)壓器的連續(xù)導電模式 22 1.4.4 不連續(xù)導電模式的Boost穩(wěn)壓器的設計 23 1.4.5 Boost穩(wěn)壓器與反激變換器的關系 25 1.5 Buck-Boost穩(wěn)壓器 25 1.5.1 基本工作原理 25 1.5.2 Buck-Boost穩(wěn)壓器設計 26 參考文獻 27 第2章 推挽和正激變換器拓撲 28 2.1 簡介 28 2.2 推挽拓撲 28 2.2.1 基本工作原理(主/輔輸出結構) 28 2.2.2 輔輸出的輸入-負載調整率 30 2.2.3 輔輸出電壓偏差 31 2.2.4 主輸出電感的最小電流限制 31 2.2.5 推挽拓撲中的偏磁(階梯飽和現(xiàn)象) 31 2.2.6 偏磁的表現(xiàn) 33 2.2.7 偏磁的測試 35 2.2.8 偏磁的解決方法 35 2.2.9 電力變壓器設計 37 2.2.10 一次側、二次側峰值電流及有效值電流 40 2.2.11 開關管的電壓應力及漏感尖峰 43 2.2.12 電力晶體管的損耗 43 2.2.13 推挽拓撲輸出功率及輸入電壓的限制 45 2.2.14 輸出濾波器的設計 46 2.3 正激變換器拓撲 48 2.3.1 基本工作原理 48 2.3.2 輸出/輸入電壓與導通時間和匝比的設計關系 51 2.3.3 輔輸出電壓 51 2.3.4 二次側負載、續(xù)流二極管及電感的電流 52 2.3.5 一次側電流、輸出功率及輸入電壓之間的關系 52 2.3.6 開關管最大截止電壓應力 53 2.3.7 實際輸入電壓和輸出功率限制 53 2.3.8 一次繞組和復位繞組匝數(shù)不相等的正激變換器 54 2.3.9 正激變換器電磁理論 56 2.3.10 電力變壓器的設計 58 2.3.11 輸出濾波器的設計 60 2.4 雙端正激變換器拓撲 60 2.4.1 基本工作原理 60 2.4.2 設計原則及變壓器的設計 62 2.5 交錯正激變換器拓撲 63 2.5.1 基本工作原理、優(yōu)缺點和輸出功率限制 63 2.5.2 變壓器的設計 64 2.5.3 輸出濾波器的設計 65 參考文獻 65 第3章 半橋和全橋變換器拓撲 66 3.1 簡介 66 3.2 半橋變換器拓撲 66 3.2.1 基本工作原理 66 3.2.2 半橋變換器磁設計 67 3.2.3 輸出濾波器的設計 69 3.2.4 防止偏磁的隔直電容的選擇 69 3.2.5 半橋變換器的漏感問題 70 3.2.6 半橋變換器與雙端正激變換器的比較 70 3.2.7 半橋變換器實際輸出功率的限制 71 3.3 全橋變換器拓撲 71 3.3.1 基本工作原理 71 3.3.2 全橋變換器磁設計 73 3.3.3 輸出濾波器的計算 74 3.3.4 變壓器一次側隔直電容的選擇 74 第4章 反激變換器 75 4.1 簡介 77 4.2 反激變換器基本工作原理 77 4.3 反激變換器工作模式 77 4.4 不連續(xù)導電模式 78 4.4.1 輸入電壓、輸出電壓及導通時間與輸出負載的關系 79 4.4.2 不連續(xù)導電模式向連續(xù)導電模式的過渡 79 4.4.3 反激變換器連續(xù)導電模式的基本工作原理 81 4.5 設計原則和設計步驟 82 4.5.1 步驟1:確定一次側/二次側匝比 82 4.5.2 步驟2:保證磁芯不飽和且電路始終工作于不連續(xù)導電模式 83 4.5.3 步驟3:根據(jù)最小輸出電阻及直流輸入電壓調整一次側電感 83 4.5.4 步驟4:計算開關管的最大電壓應力和峰值電流 84 4.5.5 步驟5:計算一次側電流有效值和一次側導線尺寸 84 4.5.6 步驟6:二次側電流有效值和二次側導線尺寸 84 4.6 不連續(xù)導電模式下的反激變換器的設計實例 84 4.6.1 反激拓撲的電磁原理 86 4.6.2 鐵氧體磁芯加氣隙防止飽和 87 4.6.3 采用MPP磁芯防止飽和 88 4.6.4 反激變換器的缺點 92 4.7 AC 120V/220V輸入反激變換器 93 4.8 連續(xù)導電模式反激變換器的設計原則 95 4.8.1 輸出電壓和導通時間的關系 95 4.8.2 輸入、輸出電流與功率的關系 96 4.8.3 最小直流輸入時連續(xù)導電模式下的電流斜坡幅值 97 4.8.4 不連續(xù)與連續(xù)導電模式反激變換器的設計實例 97 4.9 交錯反激變換器 99 4.9.1 交錯反激變換器二次側電流的疊加 100 4.10 雙端(兩個開關管)不連續(xù)導電模式反激變換器 100 4.10.1 應用場合 100 4.10.2 基本工作原理 100 4.10.3 雙端反激變換器的漏感效應 101 參考文獻 102 第5章 電流模式和電流饋電拓撲 103 5.1 簡介 103 5.1.1 電流模式控制 103 5.1.2 電流饋電拓撲 103 5.2 電流模式控制 103 5.2.1 電流模式控制的優(yōu)點 104 5.3 電流模式和電壓模式控制電路的比較 105 5.3.1 電壓模式控制電路 105 5.3.2 電流模式控制電路 108 5.4 電流模式優(yōu)點詳解 110 5.4.1 輸入電網電壓的調整 110 5.4.2 防止偏磁 110 5.4.3 在小信號分析中可省去輸出電感簡化反饋環(huán)設計 111 5.4.4 負載電流調整原理 112 5.5 電流模式的缺點和存在的問題 113 5.5.1 恒定峰值電流與平均輸出電流的比例問題 113 5.5.2 對輸出電感電流擾動的響應 114 5.5.3 電流模式的斜率補償 115 5.5.4 用正斜率電壓的斜率補償 116 5.5.5 斜率補償?shù)膶崿F(xiàn) 116 5.6 電壓饋電和電流饋電拓撲的特性比較 118 5.6.1 引言及定義 118 5.6.2 電壓饋電PWM全橋變換器的缺點 118 5.6.3 Buck電壓饋電全橋拓撲基本工作原理 121 5.6.4 Buck電壓饋電全橋拓撲的優(yōu)點 122 5.6.5 Buck電壓饋電PWM全橋電路的缺點 124 5.6.6 Buck電流饋電全橋拓撲的基本工作原理 124 5.6.7 反激電流饋電推挽拓撲(Weinberg電路) 134 參考文獻 147 第6章 其他拓撲 149 6.1 SCR諧振拓撲概述 149 6.2 SCR和ASCR的基本工作原理 150 6.3 利用諧振正弦陽極電流關斷SCR的單端諧振逆變器拓撲 154 6.4 SCR諧振橋式拓撲概述 156 6.4.1 串聯(lián)負載SCR半橋諧振變換器的基本工作原理 158 6.4.2 串聯(lián)負載SCR半橋諧振變換器的設計計算 159 6.4.3 串聯(lián)負載SCR半橋諧振變換器的設計實例 161 6.4.4 并聯(lián)負載SCR半橋諧振變換器 162 6.4.5 單端SCR諧振變換器拓撲的設計 162 6.5 Cuk變換器拓撲概述 166 6.5.1 Cuk變換器的基本工作原理 166 6.5.2 輸出和輸入電壓比與開關管Q1導通時間的關系 168 6.5.3 L1和L2的電流變化率 168 6.5.4 消除輸入電流紋波的措施 169 6.5.5 Cuk變換器的隔離輸出 169 6.6 小功率輔助電源拓撲概述 170 6.6.1 輔助電源的接地問題 170 6.6.2 可供選擇的輔助電源 171 6.6.3 輔助電源的典型電路 171 6.6.4 Royer振蕩器輔助電源的基本工作原理 174 6.6.5 作為輔助電源的簡單反激變換器 182 6.6.6 作為輔助電源的Buck穩(wěn)壓器(輸出帶直流隔離) 185 參考文獻 185 第2部分 磁路與電路設計 第7章 變壓器和磁性元件設計 187 7.1 簡介 187 7.2 變壓器磁芯材料與幾何結構、峰值磁感應強度的選擇 188 7.2.1 幾種常用鐵氧體材料的磁芯損耗與頻率和磁感應強度的關系 188 7.2.2 鐵氧體磁芯的幾何尺寸 191 7.2.3 峰值磁感應強度的選擇 193 7.3 磁芯最大輸出功率、峰值磁感應強度、磁芯截面積與骨架窗口面積及繞組 電流密度的選擇 194 7.3.1 變換器拓撲輸出功率公式的推導 194 7.3.2 推挽變換器輸出功率公式的推導 196 7.3.3 半橋拓撲輸出功率公式的推導 200 7.3.4 全橋拓撲輸出功率公式的推導 201 7.3.5 以查表的方式確定磁芯和工作頻率 201 7.4 變壓器溫升的計算 208 7.5 變壓器中的銅損 211 7.5.1 簡介 211 7.5.2 集膚效應 211 7.5.3 集膚效應—定量分析 212 7.5.4 不同規(guī)格的導線直徑在不同頻率下的交/直流阻抗比 214 7.5.5 矩形波電流的集膚效應 215 7.5.6 鄰近效應 217 7.6 利用面積乘積(AP)法進行電感及磁性元件設計簡介 223 7.6.1 AP法的優(yōu)點 224 7.6.2 電感器設計 224 7.6.3 信號級小功率電感 225 7.6.4 輸入濾波電感 225 7.6.5 設計舉例:工頻共模輸入濾波電感 227 7.6.6 差模輸入濾波電感 232 7.7 磁學:扼流圈簡介—直流偏置電流很大的電感 236 7.7.1 公式、單位和圖表 237 7.7.2 有直流偏置電流的磁滯回線特征 237 7.7.3 磁場強度Hdc 238 7.7.4 增加扼流圈電感或者額定直流偏置量的方法 238 7.7.5 磁感應強度變化量?B 239 7.7.6 氣隙的作用 241 7.7.7 溫升 242 7.8 磁設計:扼流圈磁芯材料簡介 242 7.8.1 適用于低交流應力場合的扼流圈材料 242 7.8.2 適用于高交流應力場合的扼流圈材料 243 7.8.3 適用于中等范圍的扼流圈材料 243 7.8.4 磁芯材料飽和特性 243 7.8.5 磁芯材料損耗特性 244 7.8.6 材料飽和特性 245 7.8.7 材料磁導率參數(shù) 245 7.8.8 材料成本 246 7.8.9 確定最佳的磁芯尺寸和形狀 246 7.8.10 磁芯材料選擇總結 247 7.9 磁學:扼流圈設計例子 247 7.9.1 扼流圈設計例子:加了氣隙的鐵氧體磁芯 247 7.9.2 步驟一:確定20%紋波電流需要的電感量 248 7.9.3 步驟二:確定面積乘積(AP) 249 7.9.4 步驟三:計算最小匝數(shù) 249 7.9.5 步驟四:計算磁芯氣隙 250 7.9.6 步驟五:確定最佳線徑 251 7.9.7 步驟六:計算最佳線徑 252 7.9.8 步驟七:計算繞組電阻 252 7.9.9 步驟八:確定功率損耗 252 7.9.10 步驟九:預測溫升—面積乘積法 252 7.9.11 步驟十:核查磁芯損耗 254 7.10 磁學:用粉芯材料設計扼流圈簡介 256 7.10.1 影響粉芯材料選擇的因素 256 7.10.2 粉芯材料的飽和特性 256 7.10.3 粉芯材料的損耗特性 257 7.10.4 銅耗—低交流應力時限制扼流圈設計的因素 259 7.10.5 磁芯損耗—高交流應力時限制扼流圈設計的因素 259 7.10.6 中等交流應力時的扼流圈設計 259 7.10.7 磁芯材料飽和特性 259 7.10.8 磁芯的幾何結構 260 7.10.9 材料成本 260 7.11 扼流圈設計例子:用環(huán)形KoolM?粉芯限制銅損耗 261 7.11.1 簡介 261 7.11.2 根據(jù)所儲存能量和面積乘積法選擇磁芯尺寸 261 7.11.3 受銅耗限制的扼流圈設計例子 262 7.12 用各種E型粉芯設計扼流圈的例子 266 7.12.1 引言 266 7.12.2 第一個例子:用E型#40鐵粉芯設計扼流圈 267 7.12.3 第二個例子:用E型#8鐵粉芯設計扼流圈 272 7.12.4 第三個例子:用E型#60 KoolM?磁芯設計扼流圈 273 7.13 變感扼流圈設計例子:用E型KoolM?磁芯設計受銅耗限制的扼流圈 276 7.13.1 變感扼流圈 276 7.13.2 變感扼流圈設計例子 277 參考文獻 279 第8章 電力晶體管的基極驅動電路 281 8.1 簡介 281 8.2 電力晶體管的理想基極驅動電路的主要目標 281 8.2.1 導通期間足夠大的電流 281 8.2.2 開通瞬間基極過驅動輸入電流尖峰Ib1 282 8.2.3 關斷瞬間反向基極電流尖峰Ib2 283 8.2.4 關斷瞬間基極和發(fā)射極間的-1~-5V反向電壓尖峰 285 8.2.5 貝克(Baker)鉗位電路(能同時滿足高、低 ? 值的電力晶體管工作要求的電路) 285 8.2.6 對驅動效率的改善 286 8.3 變壓器耦合的貝克鉗位電路 286 8.3.1 貝克鉗位的工作原理 288 8.3.2 使用變壓器耦合的貝克鉗位電路 289 8.3.3 結合集成變壓器的貝克鉗位電路 293 8.3.4 達林頓管內部的貝克鉗位電路 295 8.3.5 比例基極驅動電路 295 8.3.6 其他類型的基極驅動電路 300 參考文獻 304 第9章 MOSFET和IGBT及其驅動電路 305 9.1 MOSFET概述 305 9.1.1 IGBT概述 305 9.1.2 電源工業(yè)的變化 305 9.1.3 對新電路設計的影響 306 9.2 MOSFET的基本工作原理 306 9.2.1 MOSFET的輸出特性(Id-Vds) 307 9.2.2 MOSFET的通態(tài)阻抗rds(on) 309 9.2.3 MOSFET的輸入阻抗米勒效應和柵極電流 309 9.2.4 計算柵極電壓的上升和下降時間以獲得理想的漏極電流上升和下降時間 311 9.2.5 MOSFET柵極驅動電路 312 9.2.6 MOSFET的rds溫度特性和安全工作區(qū) 314 9.2.7 MOSFET柵極閾值電壓及其溫度特性 316 9.2.8 MOSFET的開關速度及其溫度特性 317 9.2.9 MOSFET的額定電流 317 9.2.10 MOSFET并聯(lián)工作 320 9.2.11 推挽拓撲中的MOSFET 321 9.2.12 MOSFET的最大柵極電壓 322 9.2.13 MOSFET源極和漏極間的體二極管 322 9.3 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)概述 323 9.3.1 選擇合適的IGBT 324 9.3.2 IGBT構造概述 325 9.3.3 IGBT工作特性 325 9.3.4 IGBT并聯(lián)使用 327 9.3.5 技術參數(shù)和最大額定值 327 9.3.6 靜態(tài)電學特性 330 9.3.7 動態(tài)特性 330 9.3.8 溫度和機械特性 333 參考文獻 335 第10章 磁放大器后級穩(wěn)壓器 336 10.1 簡介 336 10.2 線性穩(wěn)壓器和Buck后級穩(wěn)壓器 337 10.3 磁放大器概述 337 10.3.1 用作快速開關的方形磁滯回線磁芯 339 10.3.2 磁放大器中的截止和導通時間 341 10.3.3 磁放大器磁芯復位及穩(wěn)壓 341 10.3.4 利用磁放大器關斷輔輸出 342 10.3.5 方形磁滯回線磁芯特性和幾種常用磁芯 343 10.3.6 磁芯損耗和溫升的計算 350 10.3.7 設計實例—磁放大器后級穩(wěn)壓 351 10.3.8 磁放大器的增益 354 10.3.9 推挽電路的磁放大器輸出 354 10.4 磁放大器脈寬調制器和誤差放大器 355 10.4.1 磁放大器脈寬調制及誤差放大器電路 355 參考文獻 357 第11章 開關損耗分析與負載線整形緩沖電路 359 11.1 簡介 359 11.2 無緩沖電路的開關管的關斷損耗 360 11.3 RCD關斷緩沖電路 361 11.4 RCD緩沖電路中電容的選擇 362 11.5 設計范例:RCD緩沖電路 362 11.5.1 接電源正極的RCD緩沖電路 363 11.6 無損緩沖電路 363 11.7 負載線整形(減小尖峰電壓以防止開關管二次擊穿的緩沖器) 365 11.8 變壓器無損緩沖電路 366 參考文獻 367 第12章 反饋環(huán)路的穩(wěn)定 368 12.1 簡介 368 12.2 系統(tǒng)振蕩原理 369 12.2.1 電路穩(wěn)定的增益準則 369 12.2.2 電路穩(wěn)定的增益斜率準則 369 12.2.3 輸出LC濾波器的增益特性(輸出電容含/不含ESR) 373 12.2.4 脈寬調制器的增益 374 12.2.5 LC輸出濾波器加調制器和采樣網絡的總增益 375 12.3 誤差放大器幅頻特性曲線的設計 375 12.4 誤差放大器的傳遞函數(shù)、極點和零點 377 12.5 零點、極點頻率引起的增益斜率變化規(guī)則 378 12.6 只含單零點和單極點的誤差放大器傳遞函數(shù)的推導 380 12.7 根據(jù)2型誤差放大器的零點、極點位置計算相移 380 12.8 考慮ESR時LC濾波器的相移 381 12.9 設計實例:含有2型誤差放大器的正激變換器反饋環(huán)路的穩(wěn)定性 382 12.10 3型誤差放大器的應用及其傳遞函數(shù) 384 12.11 3型誤差放大器零點、極點位置引起的相位滯后 386 12.12 3型誤差放大器的原理圖、傳遞函數(shù)及零點、極點位置 386 12.13 設計實例:通過3型誤差放大器反饋環(huán)路穩(wěn)定正激變換器 388 12.14 3型誤差放大器元件的選擇 389 12.15 反饋系統(tǒng)的條件穩(wěn)定 389 12.16 不連續(xù)導電模式下反激變換器的穩(wěn)定 391 12.16.1 從誤差放大器端到輸出電壓節(jié)點的直流增益 391 12.16.2 不連續(xù)導電模式下反激變換器的誤差放大器輸出端到輸出電壓節(jié)點的傳遞函數(shù) 392 12.17 不連續(xù)導電模式下反激變換器誤差放大器的傳遞函數(shù) 393 12.18 設計實例:不連續(xù)導電模式下反激變換器的穩(wěn)定 394 12.19 跨導誤差放大器 396 參考文獻 398 第13章 諧振變換器 399 13.1 簡介 399 13.2 諧振變換器 399 13.3 諧振正激變換器 400 13.3.1 某諧振正激變換器的實測波形 402 13.4 諧振變換器的工作模式 403 13.4.1 不連續(xù)導電模式和連續(xù)導電模式:過諧振模式和欠諧振模式 403 13.5 連續(xù)導電模式下的諧振半橋變換器 404 13.5.1 并聯(lián)諧振變換器(PRC)和串聯(lián)諧振變換器(SRC) 405 13.5.2 連續(xù)導電模式下串聯(lián)負載和并聯(lián)負載諧振半橋變換器的交流等效電路和增益曲線 406 13.5.3 連續(xù)導電模式下串聯(lián)負載諧振半橋變換器的調節(jié) 407 13.5.4 連續(xù)導電模式下并聯(lián)負載諧振半橋變換器的調節(jié) 408 13.5.5 連續(xù)導電模式下串聯(lián)/并聯(lián)諧振變換器 408 13.5.6 連續(xù)導電模式下零電壓開關準諧振變換器 410 13.6 諧振電源小結 412 參考文獻 412 第3部分 典 型 波 形 第14章 開關電源的典型波形 415 14.1 簡介 415 14.2 正激變換器波形 415 14.2.1 80%額定負載下測得的Vds和Ids的波形 416 14.2.2 40%額定負載下的Vdc和Ids的波形 418 14.2.3 開通/關斷過程中漏-源電壓和漏極電流的重疊 419 14.2.4 漏極電流、漏-源電壓和柵-源電壓波形的相位關系 420 14.2.5 變壓器的二次側電壓、輸出電感電流的上升和下降時間與開關管漏-源電壓波形 420 14.2.6 圖14.1中的正激變換器的PWM驅動芯片(UC3525A)的關鍵點波形 420 14.3 推挽拓撲波形概述 421 14.3.1 最大、額定及最小電源電壓下,負載電流最大時變壓器中心抽頭處的電流和 開關管漏-源電壓 422 14.3.2 兩開關管Vds的波形及死區(qū)期間磁芯的磁感應強度 425 14.3.3 柵-源電壓、漏-源電壓和漏極電流的波形 426 14.3.4 漏極處的電流探頭與變壓器中心抽頭處的電流探頭各自測量得到的漏極電流 波形的比較 426 14.3.5 輸出紋波電壓和整流器陰極電壓 426 14.3.6 開關管開通時整流器陰極電壓的振蕩現(xiàn)象 428 14.3.7 開關管關斷時下降的漏極電流和上升的漏-源電壓重疊產生的交流開關損耗 429 14.3.8 20%最大輸出功率下漏-源電壓和在變壓器中心抽頭處測得的漏極電流的波形 429 14.3.9 20%最大輸出功率下的漏極電流和漏極電壓的波形 432 14.3.10 20%最大輸出功率下兩開關管漏-源電壓的波形 432 14.3.11 輸出電感電流和整流器陰極電壓的波形 432 14.3.12 輸出電流大于最小輸出電流時輸出整流器陰極電壓的波形 432 14.3.13 柵-源電壓和漏極電流波形的相位關系 432 14.3.14 整流二極管(變壓器二次側)的電流波形 432 14.3.15 由于勵磁電流過大或直流輸出電流較小造成的每半周期兩次“導通”的現(xiàn)象 434 14.3.16 功率高于額定最大輸出功率15%時的漏極電流和漏極電壓的波形 435 14.3.17 開關管死區(qū)期間的漏極電壓振蕩 435 14.4 反激拓撲波形 436 14.4.1 簡介 436 14.4.2 90%滿載情況下,輸入電壓為最小值、最大值及額定值時漏極電流和漏-源電壓的 波形 437 14.4.3 輸出整流器輸入端的電壓和電流波形 439 14.4.4 開關管關斷瞬間緩沖器電容的電流波形 440 參考文獻 440 第4部分 開關電源技術的應用 第15章 功率因數(shù)及功率因數(shù)校正 442 15.1 功率因數(shù)及其校正原因 442 15.2 開關電源的功率因數(shù)校正 443 15.3 功率因數(shù)校正的基本電路 444 15.3.1 用于功率因數(shù)校正的連續(xù)和不連續(xù)導電模式Boost電路對比 446 15.3.2 連續(xù)導電模式下Boost變換器對輸入電網電壓變化的調整 446 15.3.3 連續(xù)導電模式下Boost變換器對負載電流變化的調整 448 15.4 用于功率因數(shù)校正的集成電路芯片 449 15.4.1 功率因數(shù)校正芯片Unitrode UC3854 449 15.4.2 用UC3854實現(xiàn)輸入電網電流的正弦化 450 15.4.3 使用UC3854保持輸出電壓恒定 452 15.4.4 采用UC3854控制電源的輸出功率 452 15.4.5 采用UC3854的Boost電路開關頻率的選擇 454 15.4.6 Boost輸出電感L1的選擇 454 15.4.7 Boost輸出電容的選擇 455 15.4.8 UC3854峰值電流的限制 456 15.4.9 設計穩(wěn)定的UC3854反饋環(huán) 456 15.5 Motorola MC34261功率因數(shù)校正芯片 457 15.5.1 MC34261的詳細說明 458 15.5.2 MC34261的內部邏輯及結構 459 15.5.3 開關頻率和L1電感量的計算 459 15.5.4 MC34261電流檢測電阻(R9)和乘法器輸入電阻網絡(R3和R7)的選擇 461 參考文獻 461 第16章 電子鎮(zhèn)流器—應用于熒光燈的高頻電源 462 16.1 電磁鎮(zhèn)流器簡介 462 16.2 熒光燈的物理特性和類型 464 16.3 電弧特性 466 16.3.1 在直流電壓下的電弧特性 467 16.3.2 交流驅動的熒光燈 468 16.3.3 帶電子鎮(zhèn)流器熒光燈的伏安特性 470 16.4 電子鎮(zhèn)流器電路 473 16.5 DC/AC逆變器的一般特性 473 16.6 DC/AC逆變器拓撲 474 16.6.1 電流饋電式推挽拓撲 475 16.6.2 電流饋電式推挽拓撲的電壓和電流 477 16.6.3 電流饋電拓撲中的“電流饋電”電感值 477 16.6.4 電流饋電電感中具體磁芯的選擇 478 16.6.5 電流饋電電感繞組的設計 483 16.6.6 電流饋電拓撲中的鐵氧體磁芯變壓器 483 16.6.7 電流饋電拓撲的環(huán)形磁芯變壓器 488 16.7 電壓饋電推挽拓撲 489 16.8 電流饋電并聯(lián)諧振半橋拓撲 491 16.9 電壓饋電串聯(lián)諧振半橋拓撲 493 16.10 電子鎮(zhèn)流器的封裝 494 參考文獻 495 第17章 用于筆記本電腦和便攜式電子設備的低輸入電壓變換器 496 17.1 簡介 496 17.2 低輸入電壓芯片變換器供應商 496 17.3 凌特(Linear Technology)公司的Boost和Buck變換器 497 17.3.1 凌特LT1170 Boost變換器 498 17.3.2 LT1170 Boost變換器的主要波形 500 17.3.3 IC變換器的熱效應 501 17.3.4 LT1170 Boost變換器的其他應用 505 17.3.5 LTC其他類型高功率Boost變換器 509 17.3.6 Boost變換器的元器件選擇 509 17.3.7 凌特Buck變換器系列 511 17.3.8 LT1074 Buck變換器的其他應用 515 17.3.9 LTC高效率、大功率Buck變換器 517 17.3.10 凌特大功率Buck變換器小結 523 17.3.11 凌特低功率變換器 523 17.3.12 反饋環(huán)的穩(wěn)定性 523 17.4 Maxim公司的變換器IC 529 17.5 由IC產品構成的分布式電源系統(tǒng) 533 參考文獻 535
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