开关变换器建模、分析与控制PDF电子书下载

第1章 开关变换器的功率变换原理分析 1

1.1 开关元件的功率变换 1

1.1.1 直流有源元件 2

1.1.2 交流有源元件 2

1.2 开关变换器的功率变换原理 4

1.2.1 整流网络（AC-DC） 5

1.2.2 逆变网络（DC-AC） 5

1.2.3 频率变换网络（AC-AC） 6

1.2.4 直流变换网络（DC-DC） 7

1.3 开关DC-DC变换器的基本性质及其基本拓扑的实现 7

1.4 开关DC-DC变换器电路中的功率转换关系——实例分析 9

1.5 本章小结 10

第2章 开关变换器电路拓扑及其稳态特性 11

2.1 非隔离型开关变换器 11

2.1.1 Buck变换器 11

2.1.2 Boost变换器 17

2.1.3 Buck-Boost变换器 21

2.1.4 Cuk变换器 24

2.1.5 SEPIC变换器 25

2.1.6 Zeta变换器 25

2.2 隔离型开关变换器 26

2.2.1 正激变换器 27

2.2.2 反激变换器 30

2.2.3 推挽变换器 32

2.2.4 半桥变换器 33

2.2.5 全桥变换器 33

2.3 磁性元件工作特性 34

2.3.1 磁性材料的磁滞回线 34

2.3.2 磁场强度 34

2.3.3 损耗和磁芯利用率 35

2.3.4 磁芯的三种工作状态 35

2.4 本章小结 37

第3章 开关变换器的状态空间平均建模 38

3.1 CCM开关变换器的状态空间平均模型 38

3.1.1 CCM开关变换器的状态空间方程及其近似解 38

3.1.2 CCM开关变换器的状态空间平均方程 39

3.1.3 CCM开关变换器的直流稳态和交流小信号等效方程 41

3.2 DCM开关变换器的状态空间平均模型 43

3.2.1 DCM开关变换器的状态空间平均方程 43

3.2.2 DCM开关变换器的直流稳态和交流小信号等效方程 44

3.3 Buck变换器的状态空间平均建模分析 46

3.3.1 CCM Buck变换器的状态空间平均建模分析 46

3.3.2 DCM Buck变换器的状态空间平均建模分析 50

3.4 Boost变换器的状态空间平均建模分析 56

3.4.1 CCM Boost变换器的状态空间平均建模分析 56

3.4.2 DCM Boost变换器的状态空间平均建模分析 60

3.5 Buck-Boost变换器的状态空间平均建模分析 65

3.5.1 CCM Buck-Boost变换器的状态空间平均建模分析 65

3.5.2 DCM Buck-Boost变换器的状态空间平均建模分析 70

3.6 本章小结 75

第4章 开关变换器的时间平均等效电路 76

4.1 开关变换器的时间平均等效电路原理 76

4.2 CCM开关变换器时间平均等效电路分析 77

4.2.1 CCM Buck变换器时间平均等效电路分析 77

4.2.2 CCM Boost变换器时间平均等效电路分析 81

4.2.3 CCM Buck-Boost变换器时间平均等效电路分析 85

4.3 DCM开关变换器时间平均等效电路分析 89

4.3.1 DCM Buck变换器时间平均等效电路分析 89

4.3.2 DCM Boost变换器时间平均等效电路分析 92

4.3.3 DCM Buck-Boost变换器时间平均等效电路分析 96

4.4 隔离型开关变换器时间平均等效电路分析 100

4.4.1 CCM正激变换器时间平均等效电路分析 100

4.4.2 CCM反激变换器时间平均等效电路分析 103

4.4.3 DCM正激变换器时间平均等效电路分析 107

4.4.4 DCM反激变换器时间平均等效电路分析 111

4.5 本章小结 116

第5章 软开关变换器电路拓扑及其稳态特性 117

5.1 谐振变换器 117

5.1.1 传统谐振变换器 117

5.1.2 LLC谐振变换器 119

5.2 ZCS/ZVS-QR变换器 121

5.3 PWM软开关变换器 123

5.3.1 ZCS-PWM变换器 123

5.3.2 ZVS-PWM变换器 125

5.3.3 ZCT-PWM变换器 126

5.3.4 ZVT-PWM变换器 127

5.3.5 三端软开关 128

5.4 有源钳位软开关变换技术 129

5.4.1 有源钳位正激变换器 129

5.4.2 有源钳位反激变换器 131

5.4.3 有源钳位反激-正激变换器 132

5.5 移相全桥ZVS-PWM变换器 132

5.5.1 工作原理 132

5.5.2 移相全桥ZVS-PWM变换器的几个问题分析 134

5.6 本章小结 135

第6章 软开关变换器时间平均等效电路分析 137

6.1 ZCS-QR Buck变换器时间平均等效电路分析 137

6.1.1 ZCS-QR Buck变换器工作原理 137

6.1.2 ZCS-QR Buck变换器时间平均等效电路模型 140

6.1.3 ZCS-QR Buck变换器直流稳态特性分析 141

6.1.4 ZCS-QR Buck变换器交流小信号分析 142

6.2 ZVS-QR Boost变换器时间平均等效电路分析 144

6.2.1 ZVS-QR Boost变换器工作原理 144

6.2.2 ZVS-QR Boost变换器时间平均等效电路模型 147

6.2.3 ZVS-QR Boost变换器直流稳态特性分析 148

6.2.4 ZVS-QR Boost变换器交流小信号分析 149

6.3 本章小结 151

第7章 软开关变换器广义状态空间平均建模 152

7.1 广义状态空间平均技术 152

7.2 ZCS-QR Buck变换器GSSA分析 155

7.2.1 ZCS-QR Buck变换器工作原理分析 155

7.2.2 ZCS-QR Buck变换器的直流稳态特性 157

7.2.3 ZCS-QR Buck变换器的交流小信号特性分析 159

7.3 ZVS-QR Boost变换器GSSA分析 160

7.3.1 ZVS-QR Boost变换器工作原理分析 160

7.3.2 ZVS-QR Boost变换器的直流稳态特性 163

7.3.3 ZVS-QR Boost变换器的交流小信号特性分析 164

7.4 本章小结 165

第8章 开关变换器调制与控制技术 166

8.1 开关变换器调制方法 166

8.1.1 PWM调制 166

8.1.2 PFM调制 169

8.1.3 PWM/PFM混合调制 170

8.2 开关变换器控制技术分类 171

8.3 电压型控制 174

8.3.1 电压型PWM控制 174

8.3.2 电压型PFM控制 174

8.4 电流型控制 177

8.4.1 峰值电流控制 177

8.4.2 谷值电流控制 181

8.4.3 平均电流控制 183

8.4.4 其他电流型控制 183

8.5 电荷型控制 184

8.6 磁通型控制 185

8.7 V2型控制 186

8.7.1 峰值V2控制 186

8.7.2 谷值V2控制 189

8.8 V2C型控制 189

8.8.1 峰值V2C控制 189

8.8.2 谷值V2C控制 191

8.9 恒流输出控制 191

8.10 本章小结 193

第9章 电压型控制开关变换器分析与设计 194

9.1 环路增益与闭环传递函数 194

9.2 频域分析基础 196

9.2.1 稳定裕量 196

9.2.2 闭环系统的频域性能指标 198

9.3 补偿网络设计 201

9.3.1 超前补偿 201

9.3.2 滞后补偿 203

9.3.3 滞后—超前补偿 205

9.4 电压型控制开关变换器设计实例 207

9.5 本章小结 214

第10章 电流型控制开关变换器分析与设计 215

10.1 电流型控制开关变换器精确模型 215

10.2 电流型控制开关变换器一阶近似模型 221

10.3 基于精确模型的设计实例 225

10.4 基于近似模型的设计实例 227

10.5 本章小结 231

参考文献 232