新型单片开关电源的设计与应用PDF电子书下载

第1章 单片开关电源概述 1

1.1 开关电源的发展趋势 1

1.1.1 开关电源的发展历史 1

1.1.2 单片开关电源的发展趋势 1

1.2 开关电源的基本原理 2

1.2.1 开关电源的控制方式 2

1.2.2 脉宽调制式开关电源的基本原理 3

1.3 单片开关电源的产品分类及主要特点 4

1.4.1 单片开关电源的基本原理 6

1.4 单片开关电源的基本原理及反馈电路类型 6

1.4.2 单片开关电源的两种工作模式 7

1.4.3 反馈电路的四种基本类型 7

1.5 单片开关电源典型产品的技术指标 8

第2章 三端单片开关电源的原理与应用 10

2.1 TOPSwitch-Ⅱ系列的产品分类及性能特点 10

2.1.1 TOPSwitch-Ⅱ的产品分类 10

2.1.2 TOPSwitch-Ⅱ的性能特点 10

2.2 TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的工作原理 12

2.3.1 4W后备式开关电源 17

2.3 TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的典型应用 17

2.3.2 由TOP227Y构成的150W精密开关电源 18

2.8 WS157/106系列单片开关电源的原理与应用 20

2.4 TOPSwitch-Ⅱ的使用注意事项 20

2.5 TOPSwitch-Ⅱ的检测方法 22

2.5.1 性能测试 22

2.5.2 测试漏-源击穿电压和关断时的漏极电流 23

2.5.3 测量各管脚之间的电阻值 23

2.6 TOP100/200系列单片开关电源的特点及应用 24

2.6.1 TOP100系列的产品分类及性能特点 24

2.6.2 TOP100系列的典型应用 25

2.6.3 TOP200系列的产品分类及性能特点 27

2.7 TOP209/210系列高效低功率单片开关电源的特点与应用 28

2.7.1 TOP209/210系列的产品分类及性能特点 28

2.7.2 TOP210的典型应用 29

2.8.1 WS157型单片开关电源的性能特点 30

2.8.2 WS157、WS106的原理与应用 31

2.9.1 一般性故障的检修方法 33

2.9 三端单片开关电源的故障分析 33

2.9.2 基本反馈电路的检修方法 36

2.9.3 带TL431的精密光耦反馈电路检修方法 36

2.9.4 功率因数校正电路的检修方法 37

第3章 四端单片开关电源的原理与应用 38

3.1 TinySwitch系列的产品分类及性能特点 38

3.1.1 TinySwitch系列的产品分类 38

3.1.2 TinySwitch系列的性能特点 38

3.2 TinySwitch系列单片开关电源的工作原理 39

3.2.1 TinySwitch系列的管脚排列 39

3.2.2 TinySwitch系列的工作原理 39

3.3 TinySwitch系列单片开关电源的典型应用 43

3.3.1 彩色电视机用1.3W等机电源 43

3.3.2 计算机用10W待机电源 44

3.3.3 手机电池恒流充电器 44

3.3.4 220V插头式AC/DC电源适配器 45

3.4 TinySwitch的使用注意事项 46

3.5.1 3.6W手机电池充电器 47

3.5 TinySwitch系列单片开关电源的其他应用电路 47

3.5.2 1.5W的AC/DC电源适配器 48

3.5.3 1.3W彩电待机电源 48

3.6 TNY256系列单片开关电源的原理与应用 49

3.6.1 TNY256系列的性能特点与工作原理 49

3.6.2 TNY256系列单片开关电源的典型应用 50

4.1 MC33370系列的产品分类及性能特点 52

4.1.1 MC33370系列的产品分类 52

第4章 五端单片开关电源的原理与应用 52

4.1.2 MC33370系列的性能特点 53

4.2 MC33370系列单片开关电源的工作原理 54

4.2.1 MC33370系列的管理功能 54

4.2.2 MC33370系列单片开关电源的工作原理 55

4.3 状态控制器的工作原理与接口电路 62

4.4 MC33370系列单片开关电源的典型应用 66

4.4.1 由MC33374构成的52W开关电源 66

4.4.2 由MC33374构成的90W开关电源 67

4.4.3 单片开关电源通用印制板的设计 68

4.5.1 去掉反馈电路的方法 69

4.5 MC33370系列单片开关电源的特殊应用 69

4.5.2 其他特殊应用电路 70

4.6 MC33370系列的检测方法及使用注意事项 72

4.6.1 检测方法 72

4.6.2 使用注意事项 72

4.7 TOPSwitch-FX系列单片开关电源的产品分类及性能特点 74

4.7.1 TOPSwitch-FX系列单片开关电源的产品分类 74

4.7.2 TOPSwitch-FX系列的性能特点 75

4.7.3 TOPSwitch-FX与TOPSwitch-Ⅱ的性能比较 76

4.8 TOPSwitch-FX系列单片开关电源的工作原理 77

4.8.1 TOPSwitch-FX系列的管脚功能 78

4.8.2 TOPSwitch-FX系列的工作原理 78

4.9 开关频率选择端和多功能端的应用电路 85

4.9.1 开关频率选择端的3种应用电路 85

4.9.2 多功能端的11种应用电路 85

4.10 TOPSwitch-FX系列单片开关电源的典型应用 89

4.10.1 能进行外部限流的12V、30W开关电源 90

4.10.2 多路输出的35W机顶盒开关电源 91

4.10.3 5V和3.3V输出的17W PC机待机电源 92

4.10.4 由微控制器控制的开关电源 93

4.11 TOPSwitch-FX系列的使用注意事项 94

4.11.1 关键元器件的选择 94

4.11.2 印制板设计 95

4.11.3 性能测试 96

第5章 多端单片开关式稳压器的原理与应用 98

5.1 单片开关式稳压器的产品分类及性能特点 98

5.1.1 产品分类 98

5.2.1 L4960和L4962的工作原理 99

5.2 由L4960/4962构成的单片开关电源 99

5.1.2 性能特点 99

5.2.2 由L4960构成的单片开关电源 103

5.2.3 使用注意事项 105

5.3 由L296构成的大电流单片开关电源 106

5.3.1 L296的性能特点 106

5.3.2 L296的工作原理 106

5.3.3 L296的应用技巧 108

5.4 由L4970A系列构成的大功率单片开关电源 111

5.4.2 L4970A的工作原理 112

5.4.1 L4970A系列的性能特点 112

5.4.3 由L4970A构成的单片开关电源 115

5.5 单片开关式稳压器的检测方法 119

5.5.1 检测单片开关稳压器 119

5.5.2 单片开关电源的性能测试 120

5.6 集成稳压器的散热器设计 121

5.6.1 散热器的设计原理 122

5.6.2 散热器的设计方法 122

5.6.3 散热器的设计实例 124

5.6.4 成品散热器的选择方法 125

第6章 单片开关电源模块的设计 127

6.1 开关电源模块的特点及产品分类 127

6.1.1 开关电源模块的特点 127

6.1.2 开关电源模块的产品分类 128

6.2 PS系列5W、3.44W开关电源模块 128

6.2.1 PS系列单片开关电源模块的性能指标 129

6.2.2 PS系列开关电源模块内部电路原理 130

6.3 由TOP200Y构成的5V、5W开关电源模块 131

6.3.1 性能特点和技术指标 131

6.3.2 5V、5W开关电源模块的电路设计 132

6.3.3 电路改进方案 133

6.4 由TOP202Y构成的7.5V、15W开关电源模块 133

6.4.1 性能特点和技术指标 134

6.4.2 7.5V、15W开关电源模块的电路设计 134

6.5 由TOP204Y构成的15V、30W精密开关电源模块 136

6.5.1 性能特点和技术指标 136

6.5.2 15V、30W精密开关电源模块的电路设计 137

6.6.1 性能特点 138

6.6 由TOP209P构成的三种开关电源模块 138

6.6.2 5V、2W开关电源模块的设计 139

6.6.3 5V、500mW及5V、100mW开关电源模块的电路设计 140

6.7 由TOP210P构成的5V、4W开关电源模块 142

6.7.1 性能特点和技术指标 142

6.7.2 5V、4W开关电源模块的电路设计及改进电路 142

6.8 由TOP210P构成的12V、8W开关电源模块 144

6.8.1 性能特点和技术指标 144

6.8.2 12V、8W开关电源模块的电路设计 144

6.9.2 5V、3.5W开关电源的设计原理与改进电路 146

6.9.1 性能特点和技术指标 146

6.9 由TOP221P构成的5V、3.5W精密开关电源模块 146

6.10 由TOP223Y构成和5V、3.3V两路输出的开关电源模块 148

6.10.1 性能特点和技术指标 148

6.10.2 15.3W两路输出开关电源模块的电路设计 149

6.11 由TOP224P构成的12V、20W开关电源模块 150

6.11.1 性能特点和技术指标 150

6.11.2 12V、20W开关电源模块的电路设计 150

6.11.3 高频变压器的绕制方法及性能测试 153

6.12 由TNY254P构成的9V、3W开关电源模块 154

6.12.1 性能特点和技术指标 154

6.12.2 9V、3W开关电源模块的电路设计 154

第7章 单片开关电源的特殊应用 156

7.1 复合式开关电源 156

7.1.1 单路输出复合式开关电源 156

7.1.2 多路输出复合式开关电源 158

7.2 非隔离式开关电源 158

7.3.1 恒压/恒流输出式开关电源的工作原理 160

7.3 恒压/恒流输出式开关电源 160

7.3.2 恒压/恒流输出式开关电源的电路设计 161

7.4 精密恒压/恒流输出式开关电源 163

7.4.1 精密恒压/恒流输出式开关电源的工作原理 164

7.4.2 精密恒压/恒流输出式开关电源的电路设计 165

7.5 用于通信设备中的DC/DC电源交换器 166

7.5.1 输出功率范围与直流输入电压的关系 166

7.5.2 供通信设备用的三种DC/DC电源变换器 167

7.6.1 截流输出式开关电源 169

7.6 截流输出式开关电源 169

7.6.2 恒流/截流输出式开关电源 171

7.7 恒功率输出式开关电源 171

7.7.1 恒功率输出式开并电源的工作原理 171

7.7.2 恒功率输出式开关电源的设计要点 173

第8章 单片开关电源设计指南 174

8.2 单片开关电源工作模式的设定 180

8.2.1 连续模式与不连续模式的设定 180

8.2.2 两种工作模式的功耗比较 181

8.3.1 基本反馈过程 182

8.3 两种工作模式的反馈理论分析 182

8.3.2 理想情况下两种工作模式的反馈原理 183

8.1 单片开关电源的设计要点 184

8.3.3 实际情况下两种工作模式的反馈原理 185

8.4 单片开关电源保护电路的设计 186

8.4.1 保护电路的分类 186

8.4.2 输出过压保护电路的设计 187

8.4.3 输入欠压保护电路的设计 188

8.5 单片开关电源的快速设计法 190

8.4.4 软启动电路的设计 190

8.5.1 TOPSwitch-Ⅱ的PD与η、Po关系曲线 191

8.5.2 正确选择TOPSwitch-Ⅱ芯片的方法 191

8.5.3 根据输出功率比来修正等效输出功率等参数 193

8.5.4 注意事项 195

8.6 利用计算机设计三端单片开关电源的程序流程图 196

8.7 利用计算机设计三端单片开关电源的方法与步骤 198

8.8 三端单片开关电源设计方法与步骤的说明 208

8.9 电子数据表格 208

8.10 高频变压器的设计 211

8.11 高频变压器设计注意事项 214

8.11.1 高频变压器的设计步骤及参数分类 214

8.11.2 两种工作模式下的初、次级波形 216

8.11.3 其他注意事项 217

8.12 多路输出单片开关电源的设计 218

8.12.1 电路设计方案 218

8.12.2 多路输出高频变压器的设计 220

8.13.1 多路输出单片开关电源的改进方案 222

8.13 多路输出单片开关电源的改进方案 222

8.13.2 多路开关电源的特殊电路设计 224

8.14 多路输出单片开关电源的电子数据表格 225

8.15 单片开关电源的效率 228

8.15.1 单片开关电源与分立开关电源的效率比较 229

8.15.2 单片精密开关电源模块的效率及功率损耗分析 231

8.16 提高单片开关电源效率的方法 232

8.16.1 设计高效率单片开关电源的原则 232

8.16.2 提高单片开关电源效率的方法 233

8.17.1 TOPSwitch在印制板上的布局与连线 239

8.17.2 检查印制板布局合理性的原则 239

8.17 单片开关电源印制板的设计 239

8.18 利用计算机设计TinySwitch的程序流程图 240

8.19 利用计算机设计TinySwitch的方法与步骤 243

8.20 TOPSwith-FX的快速设计法 250

8.20.1 快速选择TOPSwitch-FX芯片的方法 250

8.20.2 关键元件的典型参数表 253

8.20.3 其他注意事项 254

8.21 利用计算机设计TOPSwitch-FX的流程图 255

8.22 利用计算机设计TOPSwitch-FX的方法与步骤 258

第9章 单片开关电源的电磁兼容性设计与测试技术 264

9.1 电磁兼容性及测量设备 264

9.1.1 电磁兼容性的研究领域 264

9.1.2 电磁兼容性的设计与测量 266

9.2 单片开关电源的电磁兼容性设计 267

9.2.1 电磁干扰的波形分析 267

9.2.2 造成电磁干扰的电路模型 268

9.3 EMI滤波器的电路及其元件配置 269

9.3.1 单片开关电源常用的EMI滤波器电路 269

9.3.2 EMI滤波器的元件配置 270

9.4 抑制瞬态干扰及音频噪声 272

9.4.1 抑制瞬态干扰 273

9.4.2 抑制音频噪声 274

9.5 单片开关电源的测试技术 276

9.5.1 功率测量技术 276

9.5.2 主要参数测试 277

9.6 在线测量技术 278

9.6.1 在线测量直流电流 278

9.6.2 在线测量电阻 280

9.6.3 在线测量晶体管的hFE值 282

9.7 单片开关电源模块的性能测试 283

9.7.1 测试仪表 283

9.7.2 PS系列单片开关电源模块的性能测试 284

9.7.3 DK系列单片开关电源模块的性能测试 285

9.8 单片开关电源的安全性标准 286

9.8.1 安全性标准 286

9.8.2 IEC950标准简介 287

10.1.1 TL431的性能特点 288

10.1 TL431型可调式精密并联稳压器 288

第10章 单片开关电源外围电路中关键元器件的选择 288

10.1.2 TL431的工作原理 289

10.1.3 TL431的应用技巧 290

10.1.4 TL431的检测方法 292

10.2 电磁干扰滤波器 292

10.2.1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用 293

10.2.2 电磁干扰滤波器的技术参数及测试方法 295

10.3.1 瞬态电压抑制器的工作原理及产品分类 296

10.3 瞬态电压抑制器 296

10.3.2 瞬态电压抑制器的典型应用及检测方法 297

10.4 快恢复及超快恢复二极管 298

10.4.1 快恢复及超快恢复二极管的性能特点 299

10.4.2 检测方法 300

10.4.3 单片开关电源常用超快恢复二极管的选取原则及产品型号 300

10.5 肖特基二极管 302

10.5.1 肖特基二极管的工作原理 302

10.5.2 单片开关电源常用肖特基二极管的选取原则及产品型号 304

10.6.2 玻封高速开关硅二极管 305

10.6.1 塑封硅整流管 305

10.6 硅整流管及稳压管 305

10.6.3 玻封稳压管 306

10.7 光耦合器 308

10.7.1 光耦合器的分类及检测方法 308

10.7.2 单片开关电源常用光耦合器的选取原则及产品型号 311

10.8 自恢复保险丝 312

10.8.1 自恢复保险丝的工作原理及典型应用 312

10.8.2 单片开关电源常用自恢复保险丝的选取原则及产品型号 316

10.9 熔断电阻器 317

10.10.1 负温度系数热敏电阻器及软启动功率元件简介 319

10.10 负温度系数热敏电阻器及软启动功率元件 319

10.10.2 检测方法 321

10.11 软磁铁氧体磁芯 322

10.11.1 软磁铁氧体磁芯的性能与产品规格 322

10.11.2 单片开关电源中高频变压器磁蕊的选择 324

10.12 漆包线与三重绝缘线 325

10.12.1 漆包线 325

10.12.2 三重绝缘线 327

参考文献 330