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第1章 绪论 1

1.1电力电子技术简介 1

1.2开关电源 6

1.2.1开关电源的分类 6

1.2.2开关电源的发展 7

1.3电力电子与相关学科的关系 10

第2章 稳态开关电路的分析与建模方法 11

2.1变换器稳态分析法 11

2.1.1稳态分析法简介 11

2.1.2电感伏秒平衡、电容电荷平衡原则和小波纹近似法 13

2.1.3 Boost变换器 18

2.1.4 Buck-Boost变换器 21

2.2 Cuk、 Sepic和Zeta变换器 23

2.2.1 Cuk变换器 23

2.2.2 Sepic变换器 26

2.2.3 Zeta变换器 29

2.3 6种DC-DC开关变换器基本电路比较 31

2.4稳态等效电路模型 32

2.4.1直流变压器模型 32

2.4.2电感铜损耗 34

2.4.3构建等效电路模型 36

2.5如何对脉冲输入端建模 39

第3章 非连续导电模式的稳态分析 43

3.1 Buck变换器非连续导电模式的临界条件 43

3.2 Boost变换器非连续导电模式的临界条件 50

3.3 Buck-Boost变换器 55

3.4 Cuk变换器 58

3.5 Zeta变换器 60

3.6 Sepic变换器 62

第4章 电力电子器件 67

4.1电力电子器件概述 67

4.1.1简介 67

4.1.2电力电子器件的发展 68

4.1.3电力电子器件的分类 69

4.2功率二极管 69

4.2.1 PN结 69

4.2.2 PN结的电容效应 70

4.2.3 PN结的反向击穿 71

4.3功率二极管的结构及特性 71

4.3.1功率二极管稳态伏安特性 72

4.3.2功率二极管开关特性 73

4.3.3功率二极管性能参数 74

4.3.4功率二极管的分类 75

4.4晶闸管 76

4.4.1晶闸管的结构 76

4.4.2晶闸管的工作原理 77

4.4.3晶闸管的基本特性 78

4.4.4晶闸管的主要参数 80

4.5晶闸管的派生器件 81

4.6功率场效应管 84

4.6.1基本结构与工作原理 84

4.6.2多元集成结构 86

4.6.3 MOSFET的静态特性 86

4.6.4 MDSFET的动态特性 88

4.6.5安全工作区 89

4.7功率MOSFET新进展 91

4.7.1 CoolMOS 91

4.7.2低压低通态电阻MOSFET 93

4.8大功率晶体管 94

4.8.1结构 94

4.8.2工作特性 95

4.8.3 GTR的主要参数 96

4.8.4 GTR的二次击穿现象与安全工作区 97

4.9绝缘栅双极型晶体管 98

4.9.1 IGBT基本结构 98

4.9.2 IGBT与功率MOSFET的比较 99

4.9.3 IGBT的工作原理 99

4.9.4 IGBT的特性 101

4.9.5 IGBT的开关特性 102

4.9.6 IGBT的安全工作区 103

4.10几种新型IGBT介绍 104

4.10.1 IGBT制造技术的发展历史 104

4.10.2穿通型IGBT 105

4.10.3非穿通型IGBT特性 105

4.10.4逆阻型IGBT 106

4.10.5沟槽终止型与场终止型IGBT 106

4.11其他新型电力电子器件概述 107

第5章 开关电路 109

5.1开关电路变换 109

5.1.1交换源与负载 109

5.1.2开关电路的级联 110

5.1.3三端单元的旋转 112

5.2开关电路简单列举 114

5.3具有变压器隔离的变换电路 117

5.3.1全桥与半桥隔离式Buck电路 118

5.3.2正激式变换器 123

5.3.3 Buck衍生的推挽式开关电路 127

5.3.4反激式开关电路 128

5.3.5 Boost电路衍生的隔离式开关电路 130

5.3.6隔离式Sepic和Cuk电路 132

第6章 开关电源占空比控制芯片原理 137

6.1开关电源系统的隔离技术 137

6.2开关电源控制芯片 138

6.3电压模式控制芯片 138

6.4电流模式控制电路 140

6.5软开关电源集成控制器 145

6.6单片开关电源 151

6.6.1 TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的性能特点 152

6.6.2 TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的工作原理 153

6.6.3 TOPSwitch-FX系列单片开关电源 158

6.6.4 Topswitch-GX第四代单片开关电源 163

第7章 小信号开关电路的建模方法 164

7.1简介 164

7.2基本的交流建模方法 166

7.2.1对电感的波形求均值 167

7.2.2近似均值的讨论 167

7.2.3对电容电流参数的波形求均值 168

7.2.4对输入电流求均值 169

7.2.5微扰和线性化 169

7.2.6小信号等效电路模型的构成 171

7.2.7关于微扰和线性化过程的讨论 173

7.2.8基本变换器的小信号等效模型 174

7.2.9非理想反激式的小信号等效模型 175

7.3状态空间平均 179

7.3.1网络的状态方程 179

7.3.2基本的状态空间平均模型 180

7.3.3状态空间平均结果的讨论 182

7.4电路平均和平均开关建模 187

7.4.1获得时不变电路 189

7.4.2电路平均 189

7.4.3微扰和线性化 190

7.4.4三端开关网络 193

7.5开关电路统一的电路模型 196

7.6脉宽调制器的小信号模型 198

第8章 开关电路的传输函数及控制部分设计 201

8.1波特图回顾 201

8.1.1单实极点响应 201

8.1.2单实零点响应 203

8.1.3较复杂的传输函数 205

8.2双极点二次函数 206

8.3二型误差放大器 208

8.4三型误差放大器 210

8.5变换器的传输函数分析 212

8.6开关电源控制的设计 218

8.6.1引言 218

8.6.2反馈对传输函数的影响 219

8.7稳定性 221

8.7.1相位判据 222

8.7.2相位裕量与品质因数的关系 223

8.8补偿器的设计 223

8.8.1简介 223

8.8.2利用二型三型误差放大器做补偿放大器 224

8.8.3超前补偿器 225

8.8.4滞后补偿器 226

8.8.5滞后超前补偿器 227

8.9设计实例 228

第9章 磁性元件 237

9.1磁性材料的基本特性 237

9.1.1磁场的基本物理量 237

9.1.2磁路的欧姆定律 238

9.1.3磁性材料的磁特性及其功率损耗 239

9.1.4线圈中的涡流 241

9.2几种常用磁性器件 243

9.2.1直流输出滤波电感 243

9.2.2交流电感 243

9.2.3耦合电感 244

9.2.4变压器 244

9.2.5反激式变压器 245

9.3滤波电感设计 245

9.3.1滤波电感设计的基本约束条件 245

9.3.2滤波电感铁芯的几何常数 247

9.3.3滤波电感的设计流程 247

9.3.4多绕组电感的设计 248

9.3.5滤波电感设计举例 249

9.4变压器设计 251

9.4.1变压器设计的基本约束条件 251

9.4.2变压器的设计流程 253

9.4.3变压器设计举例 254

第10章 软开关变换器简介 258

10.1硬开关损耗 258

10.2高频化与软开关 259

10.3谐振开关的类型 259

10.3.1准谐振开关电路 259

10.3.2零开关PWM电路 262

10.3.3零转换PWNM电路 265

附录 常用符号及缩略语 270

参考文献 272