直流开关电源技术及应用PDF电子书下载

第1章　开关电源概论 1

1.1　开关电源稳压原理 1

1.1.1　开关电源稳压原理 1

1.1.2　开关电源三种调制方式 1

1.2　PWM控制模式及其特点 2

1.2.1　电压型PWM控制 2

1.2.2　峰值电流型PWM控制 3

1.2.3　平均电流型PWM控制 4

1.2.4　滞环电流型PWM控制 5

1.2.5　相加型PWM控制 6

1.3　开关电源主要技术指标及测试 7

1.3.1　开关电源输入技术指标 7

1.3.2　开关电源输出技术指标 8

1.3.3　其他指标 10

1.3.4　开关电源主要指标测试 11

第2章　开关电源中的关键元器件 14

2.1　压控型功率开关 14

2.1.1　功率开关发展综述 14

2.1.2　功率MOSFET 14

2.1.3　绝缘门极晶体管IGBT 17

2.1.4　IGBT/MOSFET并联组合管 20

2.2　智能功率模块IPM 21

2.2.1　智能功率模块（IPM）工作原理 21

2.2.2　IPM基本性能 22

2.3　智能功率开关 23

2.3.1　智能功率开关简介 23

2.3.2　PWM电流型智能开关 23

2.3.3　PWM电压型智能开关 24

2.3.4　ON/OFF控制型智能开关 25

2.3.5　RF变频控制型智能开关 26

2.3.6　复合控制型（PWM型＋ON/OFF型）智能开关 26

2.4　高频整流管 27

2.4.1　二极管的性能参数 27

2.4.2　快恢复二极管（FRD） 28

2.4.3　超快恢复二极管（UFRD） 29

2.4.4　肖特基二极管 29

2.5　电容器 31

2.5.1 电容器的分类、型号及其特点 31

2.5.2　电容器的选择及其应用技巧 34

2.6　开关电源中的电磁器件 36

2.6.1　常规高频变压器 36

2.6.2　铁氧体平面高频电磁器件 37

2.6.3　薄膜高频电磁器件 39

2.6.4　高频电感 39

2.7　开关电源中的其他器件 40

2.7.1　可调精密基准 40

2.7.2　线性光耦 41

2.7.3　瞬态电压抑制器 42

2.7.4　自恢复熔丝 44

2.7.5　热敏电阻器 46

2.7.6　压敏电阻避雷器 48

第3章　高频整流电路 50

3.1 同步整流 50

3.1.1　普通整流的缺陷 50

3.1.2　MOSFET模型 50

3.1.3 自驱动电压型同步整流 51

3.1.4　外驱动同步整流 52

3.1.5　同步整流专用控制驱动器 53

3.2　异步整流 55

3.2.1　异步整流工作原理 55

3.2.2　异步整流驱动电路 55

3.3　倍流整流电路 56

第4章　硬开关DC/DC变换器 58

4.1　非隔离型硬开关DC/DC变换器 58

4.1.1　升压型DC/DC变换器 58

4.1.2　降压型DC/DC变换器 60

4.1.3　降压-升压型DC/DC变换器 62

4.2　单端反激DC/DC变换器 64

4.2.1　单端反激DC/DC变换器主电路 64

4.2.2　单端反激DC/DC变换器特性 65

4.2.3　主要参数计算及选择 65

4.3　单端正激DC/DC变换器 66

4.3.1　单端正激DC/DC变换器主电路 66

4.3.2　单端正激DC/DC变换器磁复位技术 67

4.3.3　单端正激DC/DC变换器特性 67

4.3.4　主要参数计算及选择 68

4.4　推挽型DC/DC变换器 68

4.4.1　推挽型DC/DC变换器主电路 68

4.4.2　推挽型DC/DC变换器特性 69

4.4.3　主要参数计算及选择 70

4.5　半桥型DC/DC变换器 70

4.5.1　半桥型DC/DC变换器主电路 70

4.5.2　半桥型DC/DC变换器特性 72

4.6　全桥型DC/DC变换器 73

第5章　软开关DC/DC变换器 74

5.1　谐振电路原理 74

5.1.1　LC串联谐振电路 74

5.1.2　零电流谐振开关 75

5.1.3　零电压谐振开关 75

5.2　变频控制软开关DC/DC变换器 76

5.2.1　零电流准谐振降压变换器 76

5.2.2　零电压准谐振正激变换器 78

5.2.3　零电流准谐振半桥变换器 80

5.3　恒频控制零电压PWM和零电流PWM变换器 83

5.3.1　降压型零电流PWM变换器 83

5.3.2　降压型零电压PWM变换器 85

5.3.3　正激型零电压PWM变换器 87

5.4　恒频控制零转换PWM变换器 93

5.4.1　零电流转换PWM变换器 94

5.4.2　零电压转换PWM变换器 96

5.5　恒频移相控制全桥零电压PWM变换器 96

5.5.1　恒频移相控制全桥零电压PWM变换器工作原理 97

5.5.2　带辅助支路的恒频移相控制全桥零电压PWM变换器 102

5.6　全软开关PWM变换器 105

5.6.1 双管降压型全软开关PWM变换器 105

5.6.2　带反馈降压型全软开关PWM变换器 108

第6章　控制电路 112

6.1　电压型脉宽调制控制器 112

6.1.1 电压型脉宽调制控制器型号及特点 112

6.1.2　电压型脉宽调制控制器TL494 113

6.1.3　电压型脉宽调制控制器CW3525A/CW3527A 116

6.2　电流型脉宽调制控制器 117

6.2.1 电流型脉宽调制控制器型号及特点 117

6.2.2　电流型脉宽调制控制器UC3842/3/4/5 119

6.2.3 电流型脉宽调制控制器UC3846 122

6.3　变频控制软开关控制器 125

6.3.1　变频控制软开关控制器型号及其特点 125

6.3.2　变频控制软开关控制器UC3861～UC3868 126

6.4　移相式全桥零电压PWM控制器 132

6.4.1　移相式全桥零电压PWM控制器型号及其特点 132

6.4.2　移相式控制器UC1875工作原理 133

6.4.3　改进型移相式控制器UC1879 142

6.4.4　低功耗移相式控制器UCC1895 142

第7章　驱动电路 143

7.1　功率晶体管基极驱动电路 143

7.1.1 晶体管的理想驱动波形 143

7.1.2　晶体管抗饱和驱动电路 143

7.1.3　晶体管固定反偏压驱动电路 144

7.1.4　晶体管单极性脉冲变压器驱动电路 144

7.1.5　晶体管比例驱动电路 145

7.2　功率MOS管栅极驱动电路 145

7.2.1　功率MOS管对驱动电路的要求 145

7.2.2　非隔离型MOS管驱动电路 146

7.2.3　单端隔离型MOS管驱动电路 146

7.2.4　双端隔离型MOS管驱动电路 147

7.3　IGBT栅极驱动电路 147

7.3.1　IGBT对驱动电路的要求 147

7.3.2　非隔离IGBT驱动电路 148

7.3.3　小功率IGBT隔离驱动电路 148

7.3.4　大功率IGBT隔离驱动电路 149

7.3.5　光耦隔离IGBT驱动电路 149

第8章　功率因数校正电路 151

8.1　概述 151

8.1.1　功率因数的基本定义 151

8.1.2　低功率因数电源存在的问题 151

8.2　有源功率因数校正原理 152

8.2.1　不连续工作模式校正原理 152

8.2.2　连续工作模式校正原理 153

8.3　有源功率因数校正功率级电路 155

8.3.1　PFC充电泵电路 155

8.3.2　大功率功率因数校正电路 158

8.3.3　软开关功率因数校正电路 161

8.3.4　单级隔离型功率因数校正电路 163

8.3.5　三相功率因数校正电路 166

8.4　有源功率因数校正控制器及应用 168

8.4.1　平均电流型功率因数校正控制器 168

8.4.2　软开关功率因素校正控制器 173

8.4.3　PWM/PFC二合一控制器及应用 182

第9章　开关电源中的其他功能电路 191

9.1　误差放大和校正电路 191

9.1.1　误差放大电路 191

9.1.2　校正电路 191

9.2　输入软启动电路 193

9.2.1　热敏电阻组成的软启动电路 193

9.2.2　晶闸管组成的软启动电路 193

9.3　保护电路 194

9.3.1　输入过压、欠压及过热保护电路 194

9.3.2　输出过流、短路及过热保护电路 195

9.3.3　多重过流保护 196

9.3.4　缺相保护电路 197

9.4　待机电路 198

9.4.1　具有待机功能的电流型PWM控制芯片L5991 199

9.4.2　普通PWM控制芯片增加待机功能 200

9.5　无源缓冲电路 201

9.5.1　原边缓冲电路 201

9.5.2　开关管缓冲电路 202

9.5.3　CD2型无损缓冲电路 203

9.6　显示电路 205

9.6.1　数码管电压、电流显示电路 205

9.6.2　数字液晶电压、电流显示电路 207

第10章　开关电源干扰及抑制 208

10.1　开关电源干扰 208

10.1.1　开关电源电磁兼容标准 208

10.1.2　开关电源内部干扰 209

10.1.3　开关电源外部干扰 209

10.2　开关电源干扰耦合途径 210

10.2.1　传导耦合 210

10.2.2　辐射耦合 212

10.3　采用EMI滤波抑制开关电源干扰 213

10.3.1　EMI滤波器基本电路、技术参数及测试方法 213

10.3.2　EMI滤波器选用、安装及注意事项 216

10.4　采用接地技术抑制开关电源干扰 217

10.4.1　开关电源接地系统类别 217

10.4.2　单点接地 217

10.4.3 多点接地 219

10.4.4　混合接地 219

10.4.5　悬浮接地 220

10.5　采用屏蔽技术抑制开关电源干扰 220

10.5.1　屏蔽效能 220

10.5.2　屏蔽设计难点及要点 220

10.5.3　采用电磁密封衬垫减少电磁泄漏 221

10.6　采用新的控制方法抑制开关电源干扰 223

10.6.1　调制频率控制原理 223

10.6.2　新型控制方法应用 224

第11章　开关电源并联技术 226

11.1 并联均流的基本方法 226

11.1.1 内阻法 226

11.1.2　主／从控制法 227

11.1.3 自动负载均流法 227

11.1.4　最大电流自动均流法 228

11.1.5　强迫均流法 228

11.2　均流控制器UC3907及其应用 229

11.2.1　均流集成控制器UC3907 229

11.2.2　均流控制器UC3907应用 231

11.3　均流控制器UC3902及其应用 234

11.3.1　均流控制器UC3902工作原理 235

11.3.2　均流控制器UC3902外围电路设计 236

11.3.3　均流控制器UC3902应用 237

第12章　开关电源技术应用 240

12.1　开关电源技术在通信领域的应用 240

12.1.1　24V开关电源（硬开关） 240

12.1.2　1000W、48V开关电源（软开关） 246

12.1.3　智能软开关整流器 247

12.2　直流开关电源技术在直流调速中的应用 255

12.2.1　在有刷和无刷直流电动机中的应用 255

12.2.2　在步进电动机细分驱动中的应用 256

12.2.3　在开关磁阻电动机调速控制中的应用 257

12.3　直流开关电源技术在辅助电源中的应用 259

12.3.1　输出±12V、+5V的辅助电源 259

12.3.2　三相逆变器辅助电源 260

12.3.3　复合型辅助电源 261

12.3.4　零电压谐振型辅助电源 262

12.4　直流开关电源技术在家电中的应用 263

12.4.1　彩色电视机新型开关电源 263

12.4.2　摄录像机电池快速充电器 263

12.4.3　机顶盒电源（35W） 265

12.5　直流开关电源技术在其他方面的应用 267

12.5.1　大功率超声波电源 267

12.5.2　脉冲电弧焊接电源 269

参考文献 272