开关电源优化设计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 5

一、开关电源的主要特点 5

二、开关电源与线性稳压电源的性能比较 6

第三节 开关电源的基本原理 6

一、开关电源的工作方式 6

二、脉宽调制器的基本原理 7

三、脉宽调制器的产品分类 9

第四节 开关电源的控制类型 10

一、电压控制型开关电源 10

二、电流控制型开关电源 12

第五节 开关电源的工作模式 13

一、连续模式与不连续模式的设定 14

二、两种工作模式的功耗比较 15

第六节 开关电源的反馈类型 16

一、开关电源反馈电路的基本类型 16

二、单片开关电源的反馈原理 18

第七节 开关电源的负载特性 22

第八节 开关电源发展的新趋势 25

一、开关电源发展的新趋势 25

二、开关电源领域的新技术 28

第二章 开关电源的新技术及其应用 32

第一节 开关电源的单片集成化 32

第二节 利用计算机设计开关电源 34

一、开关电源设计软件的主要特点 34

二、开关电源设计与仿真软件的分类 35

三、开关电源软件的设计流程 37

第三节 开关电源的内部保护电路 41

第四节 同步整流技术 43

一、同步整流技术简介 43

二、同步整流的基本原理 45

第五节 有源钳位技术 46

第六节 磁放大器稳压技术 48

第七节 可编程稳压技术 51

一、数字电位器的基本工作原理 52

二、可编程开关稳压器的电路设计 56

第八节 数字电源系统 59

一、数字电源的主要特点 59

二、数字电源的基本构成 62

三、数字电源的电路设计 65

第九节 基于填谷电路的无源功率因数校正技术 67

一、功率因数与总谐波失真的关系 67

二、基于无源填谷电路的无源功率因数校正器 69

第十节 有源功率因数校正技术 72

第十一节 开关电源的节能环保技术 75

第三章 DC/DC变换器的拓扑结构 78

第一节 DC/DC变换器的拓扑结构 78

一、DC/DC变换器的拓扑结构 78

二、DC/DC变换器典型产品的主要技术指标 79

第二节 降压式变换器的基本原理 79

一、降压式变换器的基本原理 79

二、降压式变换器的简化电路 89

第三节 升压式变换器的基本原理 91

一、升压式变换器的基本原理 91

二、升压式变换器的简化电路 92

第四节 降压／升压式变换器的基本原理 92

第五节 电荷泵式变换器的基本原理 94

第六节 单端一次侧电感式变换器的基本原理 95

第七节 反激式变换器的基本原理 96

一、反激式变换器的基本原理 96

二、多路输出反激式变换器的基本电路 99

第八节 正激式变换器的基本原理 100

第九节 推挽式变换器的基本原理 101

一、推挽式变换器的基本原理 101

二、推挽式变换器的两种类型 103

第十节 半桥／全桥式变换器的基本原理 104

一、半桥式变换器的基本原理 104

二、全桥式变换器的基本原理 104

第十一节 软开关变换器的基本原理 105

一、谐振式变换器的基本原理 105

二、准谐振式变换器的基本原理 106

三、全桥零电压变换器的基本原理 107

第十二节 半桥LLC谐振变换器的基本原理 107

一、半桥LLC谐振变换器的基本原理 108

二、半桥LLC谐振变换器的等效电路及电压增益特性曲线 110

第四章 单片开关电源的特点及选择 112

第一节 单片开关电源集成电路的主要特点 112

第二节 通用单片开关电源集成电路的产品分类 118

一、第二代至第四代单片开关电源集成电路的产品分类 118

二、第五代单片开关电源集成电路的产品分类及性能比较 120

第三节 微型单片开关电源集成电路的产品分类 123

一、第二代、第三代微型单片开关电源集成电路的产品分类 123

二、高效节能微型单片开关电源集成电路的产品分类 124

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 127

一、PeakSwitch系列单片开关电源集成电路的产品分类 127

二、TinySwitch-PK系列微型单片开关电源集成电路的产品分类 128

第五节 半桥式PFC及LLC控制器集成电路 129

一、PLC810PG性能特点及引脚功能 129

二、PLC810PG工作原理 130

第六节 单片开关电源的选择方法 133

第七节 单片开关电源的典型应用及印制电路设计 137

一、TOPSwitch-HX系列单片开关电源的典型应用及印制电路设计 137

二、MC33370系列单片开关电源的典型应用及印制电路设计 140

第五章 开关电源关键外围元器件的选择 144

第一节 固定电阻器的选择 144

一、固定电阻器的选择 144

二、电流检测电阻的选择 148

第二节 电容器的选择 152

一、理想电容器与实际电容器的比较 152

二、开关电源常用电容器的分类 153

三、输入、输出滤波电容器的选择 154

四、EMI滤波电容器的选择 157

第三节 电感器及磁珠的选择 159

一、理想电感器与实际电感器的比较 159

二、EMI滤波电感器的选择 160

三、磁珠的选择 162

第四节 输入整流桥的选择 167

一、整流桥的选择 167

二、整流桥的导通时间与选通特性 169

第五节 高频变压器磁心的选择 170

第六节 漆包线的选择 174

一、漆包线的选择 174

二、集肤效应和临近效应 175

第七节 输出整流管的选择 176

一、快恢复及超快恢复二极管的选择 177

二、肖特基二极管的选择 180

第八节 功率开关管的选择 183

一、BJT功率开关管 184

二、MOSFET功率开关管 185

三、IGBT功率开关管 187

第九节 光耦合器的选择 191

一、光耦合器的基本原理 191

二、线性光耦合器的选择 193

第十节 可调式精密并联稳压器的选择 194

一、可调式精密并联稳压器 194

二、低压输出可调式精密并联稳压器 197

第十一节 开关电源保护元件的选择 199

一、熔丝管的选择 199

二、熔断电阻器的选择 202

三、压敏电阻器的选择 204

第六章 开关电源优化设计实例 208

第一节 多路输出式开关电源的设计 208

一、多路输出式单片开关电源的电路设计方案 208

二、多路输出式高频变压器的设计 211

第二节 改善多路输出式开关电源交叉调整率的方法 214

第三节 带磁放大器的PC开关电源的设计 215

一、145W多路输出式PC开关电源的主电路设计 216

二、3.3V磁放大器的电路设计 218

第四节 同步整流式DC/DC变换器的设计 220

第五节 峰值功率输出式音频功率放大器开关电源的设计 222

第六节 基于倍压整流的工业控制电源的设计 226

第七节 基于悬浮式高压恒流源的工业控制电源的设计 228

第八节 基于StackFETTM技术的微型开关电源的设计 232

第九节 恒流式LED驱动电源的设计 235

一、大功率白光LED的性能特点 235

二、由LNK306构成的3W恒流式LED驱动电源 235

第十节 数字电视机顶盒电源的设计 239

第十一节 能防止磁饱和的智能电能表开关电源的设计 242

第十二节 以太网电源的设计 243

第十三节 USB接口手机充电器的设计 248

第十四节 基于填谷电路的恒流式LED高压驱动电源的设计 250

第十五节 带功率因数校正器的半桥LLC控制器 253

第七章 开关电源设计要点 258

第一节 开关电源的设计要点 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 262

一、开关电源的功率损耗 262

二、设计高效率单片开关电源的原则 263

三、提高开关电源效率的方法 264

第三节 恒压／恒流式开关电源的设计 268

一、恒压／恒流输出型开关电源的工作原理 268

二、恒压／恒流输出型开关电源的电路设计 270

第四节 精密恒压／恒流式开关电源的设计 272

一、精密恒压／恒流输出型开关电源的工作原理 273

二、精密恒压／恒流输出型开关电源的电路设计 275

第五节 截流式开关电源的设计 277

一、截流输出型开关电源的电路设计 277

二、恒流／截流输出型开关电源的电路设计 280

第六节 恒功率式开关电源的设计 280

一、恒功率输出型开关电源的工作原理 281

二、恒功率输出型开关电源的设计要点 282

第七节 复合型开关电源的设计 283

一、复合型开关电源的电路设计 283

二、多路输出复合型开关稳压器的电路设计 286

第八节 开关电源远程关断电路的设计 290

一、TOPSwitch-GX的远程关断电路 290

二、PC开关电源的远程关断电路 292

第九节 通用开关电源的高频变压器设计 293

一、无工频变压器式开关电源的典型电路 293

二、高频变压器的设计实例 295

第十节 成品散热器的热参数 299

第十一节 平板式散热器的设计方法 302

第十二节 开关电源常见故障检修方法 308

第八章 利用软件实现开关电源的优化设计 313

第一节 PI Expert 7.1设计软件简介 313

一、PI Expert 7.1的主要特点 313

二、PI Expert 7.1的主菜单和工具栏 316

第二节 利用PI Expert 7.1设计向导设计开关电源的实例 317

一、PI Expert 7.1设计向导的设计步骤 317

二、35W LCD显示器电源的电路设计 322

第三节 PI Expert 7.1产品选择指南的使用方法及设计实例 325

一、PI Expert 7.1产品选择指南的使用方法及设计步骤 325

二、7.5W（峰值功13W）DVD电源的电路设计 331

第四节 利用导航树检查并修改设计的方法 334

一、导航树的结构 334

二、利用导航树检查并修改设计的实例 334

第五节 单片开关电源的优化设计 342

一、优化类型及优化结果提示 342

二、自动及手动优化设计方法 345

第九章 开关电源测试技术 348

第一节 开关电源的参数测试 348

一、开关电源主要参数的测试方法 348

二、功率测量技术 350

第二节 开关电源的性能测试 352

一、开关电源主要参数的测试方法 352

二、高频变压器的电气性能测试方法 355

第三节 开关电源的测量技巧 356

一、采用非接触法测量开关电源的输入电流 356

二、准确测量输出纹波电压的方法 357

三、测量开关稳压器效率的方法 358

四、测量隔离式交流开关电源输入功率的简便方法 360

五、测量开关电源负载功率的方法 361

第四节 准确测量占空比的方法 363

一、准确测量占空比的简便方法 363

二、数字式占空比测量仪 365

第五节 利用示波器检测高频变压器磁饱和的方法 371

一、高频变压器磁饱和特性及其对开关电源的危害 371

二、利用示波器检测高频变压器磁饱和的方法 372

第六节 数字式在线电流／电阻测量仪 375

一、在线测量直流电流的原理与应用 375

二、在线测量电阻的原理与应用 378

第七节 开关电源的电磁兼容性测量 381

一、电磁兼容性的研究领域 381

二、电磁兼容性的测量 383

第十章 开关电源保护及监控电路的设计 387

第一节 漏极钳位保护电路的设计 387

一、漏极上各电压参数的电位分布 387

二、漏极钳位保护电路的设计 388

第二节 由分立元件构成的过电压保护电路 390

一、由晶闸管构成的输入／输出过电压保护电路 390

二、由双向触发二极管构成的输出过电压保护电路 393

三、由稳压管构成的输出过电压保护电路 394

四、由压敏电阻器构成的过电压保护电路 395

五、具有过电压保护功能的开关稳压器 396

第三节 集成过电压保护器的应用 397

一、由NCP345构成的过电压保护电路 397

二、由MAX4843构成的过电压保护电路 398

三、由MC3423构成的过电压保护电路 400

第四节 欠电压保护电路的设计 400

一、由光耦合器构成的输入欠电压保护电路 400

二、由偏置绕组构成的输入欠电压保护电路 401

三、具有欠电压锁定功能的开关稳压器 402

四、实现过电压、欠电压控制的外部驱动电路 402

第五节 过电流及过功率保护电路的设计 404

一、由功率热敏电阻构成的限流保护电路 404

二、由晶体管构成的过电流保护电路 405

三、由自恢复熔丝管构成的过电流保护电路 406

四、集成过电流保护器的应用 407

五、集成过功率保护器的应用 408

第六节 软启动电路的设计 409

一、软启动电路 409

二、具有软启动功能的＋5V/－5V电源变换器 410

三、具有延时启动功能的开关稳压器 411

第七节 电源电压监视器 412

一、由TL431构成的电压监视器 412

二、由LM3914构成的欠电压和过电压监视器 412

三、由HYM705/706构成的电源电压监视器 413

四、由MCP1316系列产品构成的电源电压监视器 415

第八节 EMI滤波器的原理与应用 417

一、EMI滤波器的构造原理 417

二、EMI滤波器的技术参数 419

三、EMI滤波器在开关电源中的典型应用 421

第九节 开关电源电磁干扰的波形分析及电路模型 422

一、单片开关电源电磁干扰的波形分析 422

二、造成电磁干扰的电路模型 424

第十节 开关电源的瞬态干扰及音频噪声抑制技术 425

一、抑制瞬态干扰的方法 425

二、抑制音频噪声的方法 427

三、抑制其他干扰的方法 428

第十一节 过热保护元器件及散热控制系统的设计 429

一、开关电源过热保护电路的基本原理 429

二、两种过热保护元器件的原理与应用 430

三、具有多重保护功能的散热控制系统的设计 432

参考文献 435