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第1章 电力电子电路中的基本元器件 1

1.1　功率二极管 1

1.1.1 结构与工作原理 1

1.1.2　特性与参数 2

1.1.3　快恢复功率二极管 4

1.1.4　基本应用 5

1.1.5　缓冲与保护 7

1.2　大功率晶体管 7

1.2.1 结构与工作原理 8

1.2.2　特性与参数 8

1.2.3　驱动电路 10

1.2.4　缓冲与保护 13

1.3　功率场效应晶体管 15

1.3.1 结构与工作原理 15

1.3.2　特性与参数 16

1.3.3　驱动电路 18

1.4　绝缘栅极双极型晶体管 25

1.4.1 结构与工作原理 25

1.4.2　特性与参数 26

1.4.3　驱动电路 28

1.4.4　缓冲与保护电路 31

1.5　智能功率模块 32

1.5.1 工作原理 32

1.5.2　基本性能 33

设计与思考一 34

第2章　硬开关直流变换器设计 35

2.1　降压型变换器设计 35

2.1.1 主电路结构及工作原理 35

2.1.2 器件选择与参数计算 36

2.2　升压型变换器设计 38

2.2.1 主电路结构及工作原理 38

2.2.2 器件选择与参数计算 39

2.3　降压-升压型变换器设计 39

2.3.1 主电路结构及工作原理 39

2.3.2 器件选择与参数计算 40

2.4　单端正激变换器设计 41

2.4.1 主电路结构及工作原理 41

2.4.2 器件选择与参数计算 42

2.4.3　其他正激变换器 43

2.5　单端反激变换器设计 44

2.5.1 主电路结构及工作原理 44

2.5.2 器件选择与参数计算 45

2.5.3　设计中应注意的事项 46

2.6　推挽变换器设计 46

2.6.1 电路结构及工作原理 46

2.6.2 变压器的磁芯偏磁 47

2.6.3 器件选择与参数计算 47

2.7　半桥变换器设计 48

2.7.1 主电路及工作原理 48

2.7.2 器件选择与参数计算 49

2.8　全桥变换器 50

2.8.1 主电路结构及工作原理 50

2.8.2　偏磁及其抑制 50

2.8.3 器件选择与参数计算 51

2.9　高频功率变压器的设计 51

2.9.1 正激式变换器的高频变压器设计 51

2.9.2　反激式变换器的高频变压器设计 53

2.9.3 推挽式、桥式电路的高频变压器设计 54

2.10　直流变换器主电路的比较 55

设计与思考二 56

第3章　软开关直流变换器设计 57

3.1　软开关技术概述 57

3.1.1　硬开关及其局限性 57

3.1.2　软开关技术的实现策略 57

3.1.3　软开关技术的分类 59

3.2　准谐振变换器 60

3.2.1 零电流和零电压谐振开关 60

3.2.2 零电流开关准谐振变换器 61

3.2.3 零电压开关准谐振变换器 64

3.3　零开关PWM变换器 66

3.3.1 ZCS PWM变换器 66

3.3.2 ZVS PWM变换器 67

3.4　零转换PWM变换器 69

3.4.1 零电压转换PWM变换器 69

3.4.2 零电流转换PWM变换器 71

3.5　PWM软开关全桥变换器 74

3.5.1 移相控制ZVS.PWM全桥变换器 74

3.5.2 移相控制ZVZCS PWM全桥变换器 76

设计与思考三 78

第4章　直流变换器控制电路设计 79

4.1 电压型PWM集成控制器 79

4.1.1　基本组成、型号及特点 79

4.1.2 SG3525A/3527A型PWM集成控制器 81

4.1.3 TL494型PWM集成控制器 84

4.2 电流型PWM集成控制器 87

4.2.1 工作原理、型号及特点 87

4.2.2 单端输出电流型控制芯片UC3842 90

4.3 PFM集成控制器 93

4.3.1　型号及其特点 93

4.3.2 UCX860的内部结构和基本特性 93

4.3.3 UCX861～UCX868的内部结构和基本特性 94

4.4　移相式全桥PWM集成控制器 96

4.4.1 型号及其特点 96

4.4.2 UC3875移相式集成控制器 97

4.4.3 UC3879移相式集成控制器 101

4.4.4 UC3879与UC3875的比较 103

4.5　集成控制器中的误差放大器 103

4.6　数字控制技术 105

4.6.1　数字控制概述 105

4.6.2 单片机在电源中的应用 105

4.6.3 单片机的控制方式 107

设计与思考四 108

第5章 开关电源中的其他功能电路设计 109

5.1　输入软启动电路 109

5.1.1 由晶闸管组成的输入软启动电路 109

5.1.2 由继电器组成的输入软启动电路 109

5.2 电流信号的取样检测电路 110

5.2.1 电流信号取样的基本模式 110

5.2.2 电流信号取样的主要方法 111

5.3　开关电源的保护电路 112

5.3.1 输入电压的检测与保护电路 112

5.3.2　过流保护电路 113

5.3.3　过热保护电路 115

5.4　提高开关稳压电源效率的途径 116

5.4.1 开关电源效率降低的原因 116

5.4.2　提高开关电源效率的主要措施 117

5.5　开关电源的噪声及其抑制 120

5.5.1 噪声的产生 120

5.5.2　噪声的传递方式 121

5.5.3　噪声的抑制 122

5.5.4　噪声抑制实例分析 126

设计与思考五 127

第6章　直流开关稳压电源系统设计 128

6.1　直流开关稳压电源的组成、特点和分类 128

6.1.1 直流开关稳压电源的组成和特点 129

6.1.2 开关稳压电源的分类 130

6.2　开关稳压电源的主要技术指标 131

6.3　开关稳压电源的系统设计 132

6.3.1　主电路形式的选择 132

6.3.2　脉宽调制器工作点的选择 134

6.3.3 功率开关器件的选择 135

6.3.4 变换器工作频率的选择 136

6.3.5　其他部分电路的设计 136

6.3.6 开关电源的调试 137

6.4　27V硬开关直流电源设计 137

6.4.1　技术指标 137

6.4.2 电路设计 137

6.5　48V/10A软开关直流电源设计 143

6.5.1 电源的主要技术指标 143

6.5.2　主电路设计 143

6.5.3　控制电路及保护电路 144

6.5.4　驱动电路 147

6.5.5 电流检测电路 147

6.5.6 参数设计 148

6.5.7　本电源的特色 154

设计与思考六 154

第7章　逆变器主电路结构及原理分析 155

7.1　单相方波逆变器 155

7.1.1 单相推挽式方波逆变器 155

7.1.2　单相桥式方波逆变器 157

7.2　单相正弦脉宽调制技术 161

7.2.1　几个基本概念 161

7.2.2 双极性SPWM 163

7.2.3 单极性SPWM 164

7.2.4　单极倍频SPWM 165

7.3　三相逆变器 167

7.3.1 三相桥式方波逆变器 167

7.3.2 三相SPWM逆变器 170

7.4　输出滤波器的设计 172

7.4.1 常用滤波器结构及工作原理 172

7.4.2 LC低通滤波器截止频率的确定 173

7.4.3 LC滤波器基于无功功率最小的设计 175

7.4.4 滤波器对逆变器工作电流及输出电压的影响 176

设计与思考七 178

第8章　逆变器控制电路设计 179

8.1　SPWM波产生方法 179

8.1.1 采样方法 180

8.1.2 模拟SPWM波的实现 184

8.1.3 基于EPROM的SPWM波产生方法 187

8.1.4 全数字SPWM实现 190

8.2　逆变电源控制系统设计 197

8.2.1 逆变电源常用控制方法 197

8.2.2 PID控制原理及其实现 202

8.2.3 控制系统检测电路、保护电路及抗干扰设计 208

设计与思考八 216

第9章　逆变电源系统设计 218

9.1　逆变电源组成及性能指标 218

9.1.1 逆变电源组成 218

9.1.2 逆变电源的性能指标 219

9.2　三相400 Hz逆变电源设计 219

9.2.1 概述 219

9.2.2　主电路设计 220

9.2.3　控制、驱动电路设计 223

9.2.4 系统软件设计 234

9.3　几种逆变电源的设计方案 240

9.3.1 一种简单实用的太阳能逆变器 240

9.3.2 一种单相正弦车载电源 242

9.3.3 一种多功能输出开关电源 243

设计与思考九 245

第10章　谐波抑制与无功补偿 246

10.1　无功补偿和谐波抑制技术 246

10.1.1 无功功率和谐波的检测技术 246

10.1.2 一种基于单片机的无功补偿控制器的设计 256

10.1.3 电能质量调节器（UPQC） 260

10.2　单相功率因数校正 265

10.2.1 有源功率因数校正器的工作原理 265

10.2.2 UC3854/UC3855原理及其应用 267

10.2.3 功率因数校正器UCC28019及其应用 277

设计与思考十 282

参考文献 283