开关电源优化设计 第2版PDF电子书下载

第一章 开关电源综述 1

第一节 集成稳压电源的分类 1

第二节 开关电源的主要特点 4

一、开关电源的主要特点 4

二、开关电源与线性稳压电源的性能比较 5

第三节 开关电源发展的新趋势 5

一、开关电源发展的新趋势 5

二、开关电源领域的新技术 8

第四节 开关电源的基本原理 11

一、开关电源的工作方式 11

二、脉宽调制器的基本原理 11

三、脉宽调制器的产品分类 13

第五节 开关电源的控制类型 14

一、电压控制型开关电源 14

二、电流控制型开关电源 15

第六节 开关电源的工作模式 16

一、连续模式与不连续模式的设定 16

二、两种工作模式的功耗比较 17

第七节 开关电源的反馈类型 18

一、开关电源反馈电路的基本类型 18

二、单片开关电源的反馈原理 20

第八节 开关电源的负载特性 23

第二章 开关电源的新技术及其应用 26

第一节 开关电源的单片集成化 26

第二节 利用计算机设计开关电源 28

一、开关电源设计软件的主要特点 28

二、开关电源设计与仿真软件的分类 29

三、开关电源软件的设计流程 30

第三节 开关电源的内部保护电路 33

第四节 同步整流技术 35

一、同步整流技术简介 35

二、同步整流的基本原理 36

第五节 有源钳位技术 37

第六节 磁放大器稳压技术 39

第七节 可编程稳压技术 42

一、 数字电位器的基本工作原理 42

二、可编程开关稳压器的电路设计 45

第八节 数字电源系统 48

一、数字电源的主要特点 49

二、数字电源的基本构成 52

三、数字电源的电路设计 54

第九节 开关电源的节能环保技术 56

第三章DC/DC变换器的拓扑结构 59

第一节DC/DC变换器的拓扑结构 59

一、DC/ DC变换器的拓扑结构 59

二、DC/DC变换器典型产品的主要技术指标 64

第二节 降压式变换器的基本原理 64

一、 降压式变换器的基本原理 64

二、降压式变换器的简化电路 65

第三节 升压式变换器的基本原理 66

一、 升压式变换器的基本原理 66

二、升压式变换器的简化电路 67

第四节 降压/升压式变换器的基本原理 68

第五节 电荷泵式变换器的基本原理 69

第六节 单端一次侧电感式变换器的基本原理 70

第七节 反激式变换器的基本原理 71

一、 反激式变换器的基本原理 71

二、多路输出反激式变换器的基本电路 72

第八节 正激式变换器的基本原理 74

第九节 推挽式变换器的基本原理 75

一、推挽式变换器的基本原理 75

二、推挽式变换器的两种类型 76

第十节 半桥/全桥式变换器的基本原理 77

一、半桥式变换器的基本原理 77

二、全桥式变换器的基本原理 77

第十一节 软开关变换器的基本原理 78

一、谐振式变换器的基本原理 78

二、准谐振式变换器的基本原理 79

三、全桥零电压变换器的基本原理 80

第十二节 半桥LLC谐振变换器的基本原理 80

一、半桥LLC谐振变换器的基本原理 80

二、半桥LLC谐振变换器的等效电路及电压增益特性曲线 82

第十三节 双开关正激式变换器的基本原理 83

第四章 单片开关电源的特点及选择方法 85

第一节 单片开关电源集成电路的主要特点 85

第二节 通用单片开关电源集成电路的产品分类 90

一、第二代至第四代单片开关电源集成电路的产品分类 90

二、第五代至第六代单片开关电源集成电路的产品分类及性能比较 92

第三节 微型单片开关电源集成电路的产品分类 96

一、第二代、第三代微型单片开关电源集成电路的产品分类 96

二、高效节能微型单片开关电源集成电路的产品分类 97

第四节 峰值功率输出式单片开关电源集成电路的产品分类 100

一、PeakSwitch系列单片开关电源集成电路的产品分类 100

二、TinySwitch-PK系列微型单片开关电源集成电路的产品分类 100

第五节 半桥式PFC及LLC控制器集成电路 101

一、PLC810PG的性能特点及引脚功能 101

二、PLC810PG的工作原理 102

三、PLC810PG的典型应用 104

第六节 双开关正激式加反激式变换器集成电路 106

一、HiperTFS系列产品的性能特点 106

二、HiperTFS系列产品的工作原理 107

三、HiperTFS系列产品的典型应用 109

第七节 单片开关电源的选择方法 113

第五章 开关电源关键外围元器件的选择方法 117

第一节 固定电阻器的选择方法 117

一、固定电阻器的选择方法 117

二、电流检测电阻的选择方法 120

第二节 电容器的选择方法 123

一、开关电源常用电容器的分类 123

二、理想电容器与实际电容器的比较 124

三、输入滤波电容器的选择方法 125

四、输出滤波电容器的选择方法 127

第三节 电感器特性及磁珠的选择方法 128

一、电感器的特性 128

二、磁珠的选择方法 129

第四节EMI滤波器的选择方法 133

一、EMI滤波器的结构原理及选择方法 133

二、EMI滤波器中电容及电感的选择方法 136

第五节 输入整流桥的选择方法 143

一、整流桥的选择方法 143

二、整流桥的导通时间与选通特性 144

第六节 输出整流管的选择方法 145

一、快恢复及超快恢复二极管的选择方法 145

二、肖特基二极管的选择方法 148

第七节 瞬态电压抑制器的选择方法 151

一、瞬态电压抑制器（TVC）的工作原理 151

二、瞬态电压抑制器的选择方法及典型应用 154

第八节 功率开关管的选择方法 156

一、BJT功率开关管的选择方法 156

二、MOSFET功率开关管的选择方法 157

三、IGBT功率开关管的选择方法 159

第九节 光耦合器的选择方法 162

一、光耦合器的基本原理 162

二、线性光耦合器的选择方法 163

第十节 可调式精密并联稳压器的选择方法 164

一、TL431型可调式精密并联稳压器 165

二、NCP100型低压输出可调式精密并联稳压器 166

三、LMV431型低压可调式精密并联稳压器 168

第十一节 开关电源保护元件的选择方法 169

一、熔丝管的选择方法 169

二、熔断电阻器的选择方法 172

三、压敏电阻器的选择方法 173

第六章 开关电源功率因数校正电路的设计 177

第一节 功率因数校正（PFC）简介 177

一、功率因数与总谐波失真 177

二、功率因数校正方法 179

第二节 无源PFC电路的基本原理 180

一、无源PFC的基本电路 180

二、基于无源填谷电路的PFC工作原理 181

第三节 无源PFC电路的设计实例 184

第四节 有源PFC电路的基本原理 186

一、有源PFC升压式变换器的基本原理 186

二、有源PFC的基本原理 189

三、升压式PFC二极管的选择 191

第五节 有源PFC电路的设计实例 192

一、L6561、L6562型有源PFC变换器的工作原理 192

二、L6561、L6562型有源PFC变换器的典型应用 194

第六节 大功率PFC的原理与应用 196

一、HiperPFS系列产品的性能特点 196

二、HiperPFS系列产品的工作原理 197

三、由PFS714EG构成的347W高效大功率升压式PFC电源 198

四、电路设计要点 202

第七节 抑制PFC电磁干扰的措施 205

一、利用EMI滤波器抑制PFC的电磁干扰 205

二、降低PFC电磁干扰的其他措施 206

第八节PFC的配置方案 208

一、PFC类型、级数及工作模式的选择 208

二、PFC电源的4种配置方案 209

第七章 高频变压器的设计 211

第一节 根据经验公式或输出功率表格选择磁心的方法 211

一、用经验公式选择磁心的方法 211

二、根据输出功率选择磁心的方法 214

第二节 高频变压器电路中的波形参数 216

一、波形系数与波形因数分析 216

二、开关电源中6种常见波形的参数 217

第三节 基于AP法选择高频变压器磁心的公式推导 218

第四节 反激式高频变压器的设计 221

一、反激式高频变压器的设计方法 222

二、反激式高频变压器的设计实例 225

第五节 正激式高频变压器的设计 227

一、设计正激式高频变压器的步骤 227

二、常用的三种磁复位电路 229

第六节 高频变压器的损耗 229

一、高频变压器的损耗 229

二、集肤效应和临近效应 230

第八章 开关电源优化设计实例 232

第一节 多路输出式开关电源的设计 232

一、多路输出式单片开关电源的电路设计方案 232

二、多路输出式高频变压器的设计 234

第二节 改善多路输出式开关电源交叉负载调整率的方法 236

第三节 带磁放大器的PC开关电源的设计 238

一、145W多路输出式PC开关电源的主电路设计 238

二、3.3V磁放大器的电路设计 240

第四节 同步整流式DC/DC变换器的设计 242

第五节 峰值功率输出式音频功率放大器开关电源的设计 243

第六节 基于倍压整流的工业控制电源的设计 247

第七节 基于悬浮式高压恒流源的工业控制电源的设计 248

第八节 基于StackFETTM技术的微型开关电源的设计 251

第九节 数字电视机顶盒电源的设计 253

第十节USB接口手机充电器的设计 256

第九章 开关电源的设计要点 258

第一节 开关电源的设计要求 258

一、开关电源的设计要求 258

二、设计开关电源的注意事项 259

第二节 高效率开关电源的设计 260

一、开关电源的功率损耗 261

二、设计高效率开关电源的原则 261

三、提高开关电源效率的方法 262

第三节 降低开关电源空载及待机功耗的方法 265

一、开机后消除泄放电阻功率损耗的方法 265

二、开机后消除热敏电阻功率损耗的方法 269

三、消除待机模式下检测电阻功率损耗的方法 270

第四节 开关电源的布局与布线 273

一、开关电源布局与布线的一般原则 273

二、开关电源布局与布线的注意事项 274

三、设计印制板的注意事项 277

第五节 恒压/恒流式开关电源的设计 278

一、恒压/恒流输出型开关电源的工作原理 278

二、恒压/恒流输出型开关电源的电路设计 279

第六节 精密恒压/恒流式开关电源的设计 281

一、精密恒压/恒流输出型开关电源的工作原理 282

二、精密恒压/恒流输出型开关电源的电路设计 283

第七节 开关电源远程关断电路的设计 285

一、TOPSwitch-GX的远程关断电路 285

二、PC开关电源的远程关断电路 286

第八节 新型单片开关电源的典型应用及印制电路设计 287

一、TOPSwitch-HX系列单片开关电源的典型应用及印制电路设计 287

二、TOPSwi tch-JX系列单片开关电源的典型应用及印制电路设计 290

第九节 开关电源的电磁干扰波形分析及安规设计 295

一、开关电源的电磁干扰波形分析 296

二、开关电源的安全规范 298

第十节 单片开关电源散热器的设计 300

一、散热器的工作原理 300

二、单片开关电源的散热器设计方法 303

三、单片开关电源散热器的设计实例 303

第十一节 功率开关管（MOSFET）散热器的设计 307

一、功率开关管散热器的设计方法 307

二、功率开关管散热器的设计实例 308

三、设计功率开关管散热器的注意事项 309

第十二节 开关电源常见故障检修方法 309

第十章 利用软件实现开关电源的优化设计 313

第一节PI Expert 8.5设计软件简介 313

一、PI Expert 8.5的主要特点 313

二、PI Expert 8.5的主菜单和工具栏 315

第二节 利用PI Expert 8.5设计向导设计开关电源的实例 316

第三节PI Expert 8.5产品选择指南的使用方法及设计实例 323

第四节 利用设计树检查并修改设计的方法 330

一、导航树的结构 330

二、利用设计树检查并修改设计的实例 330

第五节 单片开关电源的优化设计 338

一 优化类型及优化结果提示 338

二、自动及手动优化设计方法 341

第十一章 开关电源的测试技术 342

第一节 开关电源的参数测试 342

一、开关电源主要参数的测试方法 342

二、功率测量技术 344

第二节 开关电源的性能测试 345

一、开关电源主要参数的测试方法 345

二、高频变压器的电气性能测试方法 347

第三节 开关电源的测量技巧 348

一、采用非接触法测量开关电源的输入电流 348

二、准确测量输出纹波电压的方法 349

三、测量开关稳压器效率的方法 350

四、测量隔离式交流开关电源输入功率的简便方法 351

五、测量开关电源负载功率的方法 352

第四节 准确测量占空比的方法 354

第五节 利用示波器检测高频变压器磁饱和的方法 356

一、高频变压器磁饱和特性及其对开关电源的危害 356

二、利用示波器检测高频变压器磁饱和的方法 356

第六节 数字式在线电流/电阻测量仪 358

一、在线测量直流电流的原理与应用 359

二、在线测量电阻的原理与应用 361

第七节 开关电源的电磁兼容性测量 363

一 电磁兼容性的研究领域 363

二、电磁兼容性的测量 366

第八节 开关电源的波形测试及分析 368

一、PWM控制器关键波形的测试方法 368

二、测量一次侧电压及电流波形 369

三、测量二次侧电压及电流波形 372

第十二章 开关电源保护及监控电路的设计 374

第一节 漏极钳位保护电路的设计 374

一、漏极上各电压参数的电位分布 374

二、漏极钳位保护电路的基本类型 375

三、漏极钳位保护电路的设计实例 376

第二节 由分立元件构成的过电压保护电路 378

一、由晶闸管构成的输入/输出过电压保护电路 378

二、由双向触发二极管构成的输出过电压保护电路 381

三、由稳压管构成的输出过电压保护电路 382

四、由压敏电阻器构成的过电压保护电路 383

第三节 集成过电压保护器的应用 383

一、由NCP345构成的过电压保护电路 383

二、由MAX4843构成的过电压保护电路 384

三、由MC3423构成的过电压保护电路 385

第四节 欠电压保护电路的设计 387

一、由光耦合器构成的输入欠电压保护电路 387

二、由偏置绕组构成的输入欠电压保护电路 387

三、具有欠电压锁定功能的开关稳压器 388

四、实现过电压、欠电压控制的外部驱动电路 389

第五节 过电流及过功率保护电路的设计 390

一、由功率热敏电阻构成的限流保护电路 390

二、由晶体管构成的过电流保护电路 391

三、由自恢复熔丝管构成的过电流保护电路 391

四、集成过电流保护器的应用 392

五、集成过功率保护器的应用 393

第六节 软启动电路的设计 394

一、软启动电路 394

二、具有软启动功能的+5V/ - 5V电源变换器 395

三、具有延时启动功能的开关稳压器 396

第七节 电源电压监视器 396

一、由TL431构成的电压监视器 396

二、由LM3914构成的欠电压和过电压监视器 397

三、由HYM705/706构成的电源电压监视器 397

四、由MCP1316系列产品构成的电源电压监视器 399

第八节 开关电源的瞬态干扰及音频噪声抑制技术 400

一、抑制瞬态干扰的方法 400

二、抑制音频噪声的方法 402

三、抑制其他干扰的方法 402

第九节 过热保护元器件及散热控制系统的设计 403

一、开关电源过热保护电路的基本原理 404

二、两种过热保护元器件的原理与应用 405

三、具有多重保护功能的散热控制系统的设计 406

参考文献 409