开关电源基础与应用PDF电子书下载

第1章　开关电源基础技术 1

1.1　开关电源概述 1

1.1.1　开关电源的工作原理 1

1.1.2　开关电源的组成 2

1.1.3　开关电源的特点 2

1.2　开关电源的分类 3

1.3　开关电源的主要技术指标 5

1.4　开关电源典型结构 6

1.4.1 串联开关电源结构 6

1.4.2　并联开关电源结构 6

1.4.3　正激开关电源结构 7

1.4.4　反激开关电源结构 8

1.4.5　半桥开关电源结构 8

1.4.6　全桥开关电源结构 9

1.5 开关电源技术要点 10

1.5.1 电源电路的组成及主要特点 10

1.5.2　倍压／桥式整流自动切换 11

1.5.3　电源的微处理器控制 12

1.5.4　防开机浪涌电流技术 13

1.5.5　开关电源干扰的抑制 14

1.6　开关器件 16

1.6.1　开关器件概述 16

1.6.2 电力二极管 17

1.6.3 电力场效应晶体管MOSFET 19

1.6.4 绝缘栅双极晶体管IGBT 20

1.6.5　功率模块与功率集成电路 22

1.6.6　缓冲电路 22

1.7　开关电源中的整流电路 23

1.7.1　恒功率整流器 23

1.7.2　倍流整流器 23

1.7.3　同步整流器 23

1.8　电源设备的评价与测量 24

1.8.1 电源设备的评价 24

1.8.2　开关电源的技术指标 26

思考题 27

第2章 自激式开关电源 28

2.1 自激式开关电源的工作原理 28

2.1.1 自激式降压开关电源 28

2.1.2 自激式降压开关电源的基本电路 28

2.1.3 自激式降压开关电源的保护电路 30

2.2 自激式降压开关电源的改进 31

2.2.1　降压比增大的实现方案 31

2.2.2 自激式降压开关电源的强制同步 32

2.3 自激式降压开关电源的厚膜集成电路 35

2.3.1　直接取样的厚膜集成电路 35

2.3.2　间接取样的厚膜集成电路 35

2.4　升压式开关电源 36

2.5 具有隔离功能的自激式开关电源 37

2.5.1　？激电路离开关电源的 38

2.5.2 自激式隔离开关电源稳压性能的改善 40

2.5.3　双路PWM控制系统 41

2.5.4 自激式隔离开关电源的保护电路 43

2.6　双脉宽控制的开关电源 44

2.7　办公设备电源设计 45

2.7.1　功率变化负载的电源 45

2.7.2 自激并联型开关电源 47

2.8　彩色电视机开关电源 49

2.8.1　启动与自激振荡 51

2.8.2　稳压原理 52

2.8.3　遥控开关 52

2.8.4　+B过压保护 53

2.8.5　X射线保护及束电流过流保护 54

思考题 54

第3章　它激式开关电源 55

3.1　典型它激式开关电源 55

3.1.1　MC1394控制的开关电源 55

3.1.2　UC3842控制的开关电源 57

3.1.3　典型应用电路 60

3.1.4　反激式开关电源 62

3.2　集成驱动器及其应用 63

3.2.1　半桥拓扑控制电路16598 63

3.2.2　主从式开关电源及驱动器 65

3.2.3　单周期控制集成电路 67

3.2.4　大电流电源 73

3.3　STR系列集成变换电路 75

3.3.1 STR-S67××电路 75

3.3.2　STR-M65××电路 77

3.3.3　STR-M6811A电路 79

3.4　TOP系列集成开关电源 81

3.4.1　TOPSwitch系列三端开关电源 81

3.4.2　TOPSwitch系列的结构 82

3.4.3　TinySwitch系列四端开关电源 83

3.4.4　TOPSwitch延伸开关电源 84

3.5　TOPSwitch的应用 85

3.5.1 间接取样的TOPSwitch应用电路 85

3.5.2　直接取样的TOPSwitch应用电路 86

3.5.3　电路设计 87

3.6　DC/DC变换电路 88

3.6.1 新型升压式DC/DC变换器 88

3.6.2　倍压DC/DC变换器 89

思考题 90

第4章　单片开关电源 91

4.1　典型单片开关电源 91

4.1.1　LM25××系列单片开关电源 91

4.1.2　L49 ××系列单片开关电源 93

4.1.3　它激式低压单片开关电源MC78S40 95

4.1.4　低压单片开关电源MC34063 97

4.2 同步整流技术的低压大电流开关电源 99

4.2.1 UC3842控制的同步整流电路 99

4.2.2　具有同步整流功能的专用集成电路 101

4.3　移动电子设备电源集成电路 104

4.3.1　MAX744A电路 104

4.3.2　MAX767电路 105

4.3.3　模式控制的CMOS低功耗集成电路 106

4 3.4　MAX782电路 107

4.3.5　LTC1149电路 108

4.4　特殊用途开关电源 109

4.4.1 显示设备的超高压稳压电源 109

4.4.2　行脉冲驱动超高压变换器 111

4.5 基于TPS54350型DC/DC变换器电路 112

思考题 113

第5章　开关变换电路 114

5.1　主要开关变换电路分析 114

5.1.1　推挽开关变换电路 114

5.1.2　全桥开关变换电路 117

5.1.3　半桥开关变换电路 118

5.1.4　正激开关变换电路 119

5.1.5　反激开关变换电路 119

5.1.6 各种不同开关变换电路的比较 120

5.2　半桥变换器的应用 120

5.2.1　半桥开关降压电路 120

5.2.2 自激式振荡超声波电路 122

5.3　集成电路驱动的推挽和全桥开关电路 123

5.3.1 UC3524组成的低压开关电源 123

5.3.2　UC3524组成的高压开关电源 125

5.3.3　UC3524在UPS中的应用 126

5.3.4　双端驱动集成电路TL494 127

5.3.5　TL494构成的单端正激电源 129

5.3.6 自激式半桥开关电源 130

5.3.7　高压卤素灯控制电路 132

5.3.8 高压直流输入开关电源 134

5.3.9　新型半桥开关驱动器IR2112 136

5.3.10 自振荡的半桥开关驱动器 137

5.4　谐振式开关电源 140

5.4.1　低通滤波式谐振变换器 140

5.4.2　并联谐振原理在变换器中的应用 140

5.4.3　半桥谐振式调频开关电源 143

5.4.4　谐振电路在节能灯中的应用 146

思考题 147

第6章　开关电源设计 148

6.1　小功率开关电源设计 148

6.1.1　实用小功率开关电源设计 148

6.1.2　120W/24V开关电源模块的电路设计 154

6.2　大功率高稳定度开关电源设计 155

6.2.1　主要技术指标 156

6.2.2　控制电路 156

6.2.3　功率变换部分 157

6.2.4　其他电路 159

6.3　模块化逆变电源设计 159

6.3.1 系统设计 159

6.3.2　PWM波形控制 160

6.3.3　输出电压控制 163

6.4　便携式开关电源设计 164

6.4.1　结构与系统设计 164

6.4.2 高可靠性电源设计 165

6.4.3　机载小型化开关电源设计 168

6.4.4　机载三相交流稳压电源设计 170

6.5　多输出高精度直流稳压电源系统 173

6.5.1 电源系统的结构和原理 173

6.5.2　系统各控制单元原理简介 174

6.6　通信系统电源设计 178

6.6.1 利用线性调节器获得低压输出 178

6.6.2 采用升压型DC/DC开关变换器 179

6.6.3　采用降压开关电源 179

6.6.4　高效DC/DC变换器设计 180

6.7　基于交错并联技术的励磁电源 183

6.7.1　交错并联结构 183

6.7.2　工作模式 183

6.7.3　应用方案 184

6.8　多重变换技术 186

6.8.1 多重变换器的技术特点 186

6.8.2　多重级联变换器的结构 187

6.8.3　变换电路的工作原理及数学模型 188

6.8.4 单元级联型功率变换电路的数学模型 191

6.8.5 三相多单元级联功率变换电路 193

6.8.6　多电平控制方法 195

6.8.7　基于离散自然采样法的PWM控制策略 196

6.8.8　级联变换器的均衡控制 198

6.9　电磁兼容技术与噪声 199

6.9.1 电磁兼容性标准 199

6.9.2　开关电源的电磁兼容性问题 200

思考题 202

第7章 UPS电路原理与应用 203

7.1 UPS的电路结构及性能特点 203

7.1.1　后备式 204

7.1.2　在线互动式 204

7.1.3　双变换在线式 205

7.1.4　双向变换串并联补偿在线式 206

7.2　新型UPS技术 207

7.2.1　新型UPS电路 207

7.2.2　双向DC/DC变流器的工作原理 208

7.2.3 双向DC/DC电路主要参数设计 210

7.2.4　在线式UPS的控制和保护技术 213

7.3　UPS专用免维护蓄电池 215

7.3.1 免维护蓄电池的工作原理与应用 215

7.3.2　利用双DC/DC电路实现蓄电池的充放电 216

7.4　UPS的设计指标与测试 218

7.4.1　UPS的技术指标 218

7.4.2　UPS的静态测试 220

7.4.3　UPS的动态测试和其他常规测试 221

7.4.4　UPS的安全运行 222

7.5　大功率UPS干扰的原因与抑制方法 224

7.5.1　UPS干扰来源 224

7.5.2　抗干扰措施 226

7.6　专用电池充电电源设计 227

7.6.1　电路组成及工作机理 227

7.6.2　PWM控制器电路 228

7.6.3　监控系统设计 229

7.6.4　通信功能 230

7.7　电源功率因数 230

7.7.1 决定功率因数的主要因素 231

7.7.2　提高自然功率因数 231

7.7.3　静止无功补偿 232

7.7.4　APF与动态无功补偿 232

7.7.5　无功补偿的效益 234

7.7.6　滞环电流变换器 235

思考题 238

第8章　变频电源原理与应用 239

8.1　变频电源 239

8.1.1　变频电源技术 239

8.1.2 实现VVVF的基本调制方法 239

8.1.3　谐振型开关电路 241

8.1.4　逆变器的控制 242

8.2　变频电源的硬件电路设计 242

8.2.1　变频电源设计要点 242

8.2.2　DC/DC升压模块设计要求 243

8.2.3　不同升压方案的原理及分析 243

8.2.4　反激直流升压电路设计 245

8.2.5　DC/AC逆变模块设计 246

8.2.6　控制模块设计 248

8.3　系统软件设计 251

8.3.1　系统软件设计流程图 251

8.3.2　系统中断程序设计 252

8.4 变频技术在交流调压中的应用研究 254

8.4.1 PWM双桥叠加交流电压方式 254

8.4.2　PWM斩波方式的交流电压调节器 255

8.4.3 串联电压源模式的交流电压调节器 256

8.4.4　三种方案的对比 257

8.5 大功率中压变频技术及其对负载的影响 257

8.5.1　器件串联方案 257

8.5.2　多电平控制方案 258

8.5.3　变频器对电动机的影响 260

8.5.4 中压变频器技术发展 262

8.6　实现电动机带载启动的交／交变频技术 262

8.6.1　系统原理与组成 263

8.6.2　系统构成 264

8.6.3　系统软件 266

8.6.4　应用方案 267

思考题 268

附录1 国家与行业电源现有标准的名称及编号 209

附录2 开关电源常用英文标志与缩写 271

参考文献 276