直流开关电源的软开关技术PDF电子书下载

1.1 概述 1

1.1.1 开关电源的分类 1

1.1.2 直流变换器的分类 1

第一章 直流开关电源的基本电路拓扑 1

1.1.3 直流开关电源及其应用 2

1.1.4 对直流开关电源的要求 3

1.1.5 直流开关电源的发展 4

1.2 降压式(Buck)变换器 4

1.2.1 主电路拓扑和控制方式 4

1.2.2 电感电流连续时Buck变换器的工作原理和基本关系 5

1.2.3 电感电流断续时Buck变换器的工作原理和基本关系 8

1.3 升压式(Boost)变换器 11

1.3.1 主电路拓扑和控制方式 11

1.3.2 电感电流连续时Boost变换器的工作原理和基本关系 12

1.3.3 电感电流断续时Boost变换器的工作原理和基本关系 14

1.3.4 电感电流临界连续的边界 15

1.2.4 电感电流临界连续的边界 15

1.4 升降压(Buck/Boost)变换器 17

1.4.1 主电路拓扑和控制方式 17

1.4.2 电感电流连续时Buck/Boost变换器的工作原理和基本关系 18

1.4.3 电感电流断续时Buck/Boost变换器的工作原理和基本关系 20

1.4.4 电感电流临界连续的边界 21

1.5 Cuk变换器 22

1.5.1 主电路拓扑和控制方式 22

1.5.2 电流连续时Cuk变换器的工作原理和基本关系 24

1.5.3 电流断续时Cuk变换器的工作原理和基本关系 25

1.5.4 两电感有耦合的Cuk变换器 27

1.6 Zeta变换器 28

1.6.1 主电路拓扑和控制方式 28

1.6.2 电流连续时Zeta变换器的工作原理和基本关系 29

1.6.3 电流断续时Zeta变换器的工作原理和基本关系 31

1.7 Sepic变换器 31

1.7.1 主电路拓扑和控制方式 31

1.7.2 电流连续时Sepic变换器的工作原理和基本关系 32

1.8 正激(Forward)变换器 34

1.8.1 主电路拓扑和控制方式 34

1.8.2 电流连续时Forward变换器的工作原理和基本关系 36

1.9.1 主电路拓扑和控制方式 38

1.9 反激(Flyback)变换器 38

1.9.2 电流连续时Flyback 变换器的工作原理和基本关系 39

1.9.3 电流断续时Flyback变换器的工作原理和基本关系 41

1.10 推挽(Push-pull)变换器 42

1.10.1 推挽逆变器 42

1.10.2 推挽变换器 44

1.10.3 推挽变换器的铁芯偏磁 46

1.11 半桥(Half-bridge)直流变换器 46

1.11.1 半桥逆变器 46

1.11.2 半桥直流变换器 48

1.11.3 考虑漏感时半桥直流变换器的工作原理 50

1.12 全桥(Full-bridge)直流变换器 50

1.12.1 全桥逆变器 51

1.12.2 全桥直流变换器 53

1.12.3 全桥直流变换器中直流分量的抑制 56

1.13 直流变换器之间的关系 56

本章小结 57

第二章 谐振变换器 58

2.1 引言 58

2.1.1 软开关技术的提出 58

2.1.2 软开关技术的实现策略 58

2.1.3 谐振变换器的分类 60

2.2 谐振电路的基本概念 61

2.2.1 串联谐振电路 61

2.2.2 并联谐振电路 64

2.3 串联负载串联谐振变换器 66

2.3.1 拓扑结构和开关模态 66

2.3.2 当fs＜1/2fr时,变换器为电流断续工作方式 69

2.2.3 低于谐振频率工作(1/2fr＜fs＜fr) 71

2.2.4 高于谐振频率工作(f?＞fr) 73

2.2.5 稳态特性 75

2.4 并联负载串联谐振变换器 76

2.4.1 拓扑结构和开关模态 76

2.4.2 当fs＜1/2fr时,变换器为电流断续工作方式 80

2.4.3 低于谐振频率工作(1/2fr＜fs＜fr) 82

2.4.4 高于谐振频率工作(fs＞fr) 83

本章小结 85

2.4.5 稳态特性 85

第三章 准谐振变换器和多谐振变换器 87

3.1 引言 87

3.1.1 零电流谐振开关 87

3.1.2 零电压谐振开关 88

3.2 零电流开关准谐振变换器 89

3.2.1 工作原理 90

3.2.2 参数设计 93

3.2.3 电压变换比 94

3.2.4 控制策略与工作模式选择 95

3.2.5 仿真结果与分析 95

3.2.6 零电流开关准谐振变换器族 97

3.3 零电压开关准谐振变换器 99

3.3.1 工作原理 100

3.3.2 参数设计 102

3.3.3 电压变换比 104

3.3.4 控制策略与电路拓扑选择 105

3.3.5 仿真结果与分析 105

3.3.6 零电压开关准谐振变换器族 106

3.4 ZCSQRCs和ZVS QRCs的比较 108

3.4.1 对偶关系 108

3.4.2 ZCS QRCs和ZVS QRCs的优缺点 109

3.5 零电压开关多谐振变换器 110

3.5.1 多谐振开关 110

3.5.2 工作原理 110

3.5.3 电压变换比 113

3.5.4 仿真结果与分析 114

3.5.5 零电压开关多谐振变换器族 115

本章小结 116

第四章 ZCS PWM变换器和ZVS PWM变换器 118

4.1 引言 118

4.2 ZCS PWM变换器 118

4.2.1 工作原理 118

4.2.2 ZCS PWM变换器与ZCS QRCs的比较 122

4.2.3 参数设计 122

4.2.4 仿真结果与分析 123

4.2.5 ZCS PWM变换器族 124

4.3 ZVS PWM变换器 126

4.3.1 工作原理 126

4.3.2 ZVS PWM变换器与ZVS QRCs的比较 130

4.3.3 参数设计 131

4.3.4 仿真结果与分析 132

4.3.5 ZVS PWM变换器族 132

本章小结 134

第五章 零电压转换(ZCT ) PWM变换器 136

5.1 引言 136

5.2 ZVT PWM变换器 136

5.2.1 工作原理 136

5.2.2 辅助电路的参数设计 140

5.2.3 仿真结果与分析 141

5.3 ZVT PWM变换器族及其优缺点 142

5.3.1 ZVT PWM变换器族 142

5.4.1 工作原理 144

5.3.2 ZVT PWM变换器的优点和缺点 144

5.4 改进型ZVT PWM变换器 144

5.4.2 辅助电路的参数设计 147

5.4.3 仿真结果与分析 148

5.5 改进型ZVT PWM变换器族及其优缺点 150

5.5.1 改进型ZVT PWM变换器族 150

5.5.2 改进型ZVT PWM变换器的优点 151

本章小结 151

第六章 零电流转换(ZCT ) PWM变换器 153

6.1 ZCT PWM变换器的基本思路 153

6.2 ZCT PWM变换器 153

6.2.1工作原理 153

6.2.2 辅助支路的能量调节 156

6.2.3 参数设计 159

6.2.4 仿真结果与分析 160

6.3 ZCT PWM变换器族及其优缺点 163

6.3.1 ZCT PWM变换器族 163

6.3.2 ZCT PWM变换器的优缺点 164

6.4 改进型ZCT PWM变换器 164

6.4.1 工作原理 164

6.4.2 参数分析 169

6.4.3 仿真结果与分析 170

6.5 改进型ZCT PWM变换器族及其优缺点 172

6.5.1 改进型ZCT PWM变换器族 172

本章小结 173

6.5.2 改进型ZCT PWM变换器的优缺点 173

7.1 引言 174

7.2 RCD箝位技术 174

7.2.1 工作原理 174

第七章 正激变换器的磁复位技术和软开关双管正激变换器 174

7.2.2 参数设计 179

7.2.3 采用RCD箝位技术的正激变换器的优缺点 180

7.3 LCD箝位技术 180

7.3.1 工作原理 180

7.4 有源箝位技术 186

7.4.1 工作原理 186

7.3.3 采用LCD箝位技术的正激变换器的优缺点 186

7.3.2 参数设计 186

7.4.2 参数设计 191

7.4.3 采用有源箝位技术的正激变换器的优缺点 192

7.5 ZVT PWM正激变换器 192

7.5.1 工作原理 192

7.5.2 参数设计 199

7.5.3 ZVT PWM正激变换器的优缺点 200

7.6 正激变换器磁复位技术的性能比较 200

7.7 ZVT双管正激变换器 201

7.7.1 工作原理 201

7.7.2 参数设计 205

7.7.3 ZCT双管正激变换器的优点 206

7.8 ZVT双管正激变换器 206

本章小结 207

第八章 移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换器 208

8.1 引言 208

8.2 工作原理 209

8.3 两个桥臂实现ZVS的差异 213

8.4 实现ZVS的策略及副边占空比的丢失 213

8.5 整流二极管的换流情况 215

8.5.1 全桥整流方式 215

8.5.2 全波整流方式 216

8.6 仿真和实验结果 217

本章小结 221

9.2 工作原理 222

9.1 引言 222

第九章 移相控制ZVZCS PWM DC/DC全桥变换器 222

9.3 参数设计 227

9.4 仿真与实验结果 228

本章小结 231

第十章 移相控制ZCS PWM DC/DC全桥变换器 232

10.1 引言 232

10.2 工作原理 233

10.3 超前管和滞后管实现ZCS的差异 236

10.4 实现ZCS的策略及电流占空比的丢失 237

10.5 仿真结果与分析 238

本章小结 240

参考文献 241