新型开关电源典型电路设计与应用PDF电子书下载

第1章 开关电源单元电路工作原理 1

1.1 开关电源设计要求和原则 1

1.1.1 反激式电路设计要求和原则 1

1.1.2 正激式电源设计要求和原则 3

1.1.3 半桥式电源设计要求和原则 5

1.1.4 全桥式电源设计要求和原则 6

1.1.5 推挽式电源设计要求和原则 8

1.2 开关电源单元电路工作原理 8

1.2.1 整流电路 8

1.2.2 输入低通滤波电路 12

1.2.3 峰值电压钳位吸收电路 12

1.2.4 功能转换快速开关电路 13

1.2.5 输出恒流、恒压电路 14

1.2.6 PFC转换电路 15

1.2.7 PWM转换电路 17

1.2.8 开关电源保护电路 21

1.2.9 开关电源软启动电路 28

1.3 开关电源电路设计理论 30

1.3.1 开关电源控制方式设计 30

1.3.2 低通滤波抗干扰电路设计 32

1.3.3 整流滤波电路设计 36

1.3.4 整流二极管及开关管的计算选用 39

1.3.5 开关电源吸收回路设计 41

1.4 开关电源多路输出反馈回路设计 42

1.4.1 多路输出反馈电阻的计算 42

1.4.2 多路对称型输出的实现 44

1.4.3 多路输出变压器的设计 45

1.4.4 设计多路输出高频变压器的注意事项 45

1.5 恒功率电路的设计 47

1.5.1 恒流、恒压的工作原理 47

1.5.2 电流控制电路设计 48

1.5.3 电压控制电路设计 48

1.5.4 反馈电压的计算 49

1.6 SG6858恒功率控制电源实例 49

1.6.1 SG6858电路的工作原理 50

1.6.2 SG6858恒功率电路的参数计算 51

1.7 输出电路设计 53

1.7.1 高频阻容吸收回路设计 53

1.7.2 滤波电感的计算 53

1.7.3 输出滤波电容的计算 54

1.7.4 光耦合器降压电阻的计算 54

1.7.5 误差放大器频率补偿的计算 55

第2章 开关电源元器件的特性与选用 56

2.1 功率开关晶体管的特性与选用 56

2.1.1 MOSFET的特性及主要参数 56

2.1.2 MOSFET驱动电路及要求 57

2.1.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的特性及主要参数 58

2.1.4 IGBT驱动电路 59

2.1.5 晶体管的开关时间与损耗 60

2.2 软磁铁氧体磁心的特性与选用 61

2.2.1 磁性元件在开关电源中的作用 62

2.2.2 磁性材料的基本特性 62

2.2.3 磁心的结构及选用原则 64

2.3 光耦合器的特性与选用 66

2.3.1 光耦合器的分类 67

2.3.2 光耦合器的工作原理 67

2.3.3 光耦合器的主要参数 67

2.3.4 光耦合器的选用原则 68

2.4 二极管的特性与选用 69

2.4.1 开关整流二极管 69

2.4.2 稳压二极管 70

2.4.3 快速恢复及超快速恢复二极管 71

2.4.4 肖特基二极管 73

2.4.5 瞬态电压抑制器 73

2.5 自动恢复开关的特性与选用 74

2.5.1 自动恢复开关的工作原理 74

2.5.2 自动恢复开关的检测方法和选用原则 75

2.6 热敏电阻 76

2.7 TL431精密稳压源的特性与选用 77

2.7.1 TL431的性能特点 78

2.7.2 TL431的工作原理 78

2.7.3 TL431的应用 78

2.7.4 TL431的检测方法 79

2.8 压敏电阻 79

2.8.1 压敏电阻的特性与选用 79

2.8.2 压敏电阻的主要参数 80

2.8.3 压敏电阻的分类 80

2.9 电容器的特性与选用 80

2.9.1 陶瓷电容 80

2.9.2 薄膜电容 82

2.9.3 铝电解电容 83

2.9.4 固态电容 86

2.9.5 超级电容器 86

2.10 磁珠 88

2.10.1 磁珠的特性 88

2.10.2 磁珠的主要参数 88

2.10.3 磁珠的选用 89

2.10.4 磁珠的分类 89

2.11 大功率散热器 89

2.11.1 散热器的基本原理 90

2.11.2 散热器的设计 90

第3章 开关电源脉宽调制转换电路的设计 92

3.1 具有软启动、准谐振的NCP1207脉宽调制电源 92

3.1.1 NCP1207电路特点 92

3.1.2 NCP1207电路工作原理 93

3.1.3 NCP1207电路主要元器件参数计算 96

3.1.4 高频变压器的设计计算 98

3.2 电流控制模式准谐振的NCP1337脉宽调制电源 100

3.2.1 NCP1337电路特点 100

3.2.2 NCP1337电路工作原理与应用 102

3.2.3 正激式高频变压器设计 102

3.2.4 NCP1337电路主要元器件参数计算 106

3.3 具有安全可靠多路输出的UC3852脉宽调制电源 107

3.3.1 UC3852电路特点 107

3.3.2 UC3852电路工作原理与应用 109

3.3.3 正激式双晶体管变换电路脉冲变压器设计 110

3.3.4 双管正激式高频变压器设计 111

3.4 具有双路光电检测的VIPER53脉宽调制电源 113

3.4.1 VIPER53电路特点 113

3.4.2 VIPER53电路工作原理与应用 115

3.4.3 VIPER53电路参数设计 115

3.4.4 反激式高频变压器设计 118

3.5 具有LED调光的LM3445脉宽调制电源 122

3.5.1 LM3445调光的主要特点 123

3.5.2 LM3445隔离反激式电源工作原理 123

3.5.3 高频变压器设计 126

3.6 具有零电压谐振、高效率、低辐射的L6598脉宽调制电源 128

3.6.1 零电压谐振变换的工作原理 129

3.6.2 L6598电路性能特点 129

3.6.3 L6598电路元器件及主要工作参数计算 130

3.6.4 高频变压器设计 134

3.7 具有高效率、高可靠性、低成本的IR3842脉宽调制电源 134

3.7.1 IR3842芯片特点 134

3.7.2 IR3842电路工作原理与应用 136

3.7.3 IR3842电路主要元器件参数计算 137

3.7.4 高频变压器设计 138

3.8 具有输入电压宽、性能稳定的UC3845BN脉宽调制电源 140

3.8.1 UC3845BN电路特点 140

3.8.2 UC3845BN电路工作原理与应用 140

3.8.3 UC3845BN电路主要元器件参数计算 142

3.8.4 高频变压器设计方法1 143

3.8.5 高频变压器设计方法2 144

3.9 具有低电流启动、电流控制模式的LM5021脉宽调制电源 145

3.9.1 LM5021电路特点 145

3.9.2 LM5021电路工作原理 146

3.9.3 高频变压器设计方法1 148

3.9.4 高频变压器设计方法2 149

3.9.5 高频变压器设计方法3 149

3.10 具有电流电压双模式控制的IRS4015脉宽调制电源 150

3.10.1 IRS4015电路特点 150

3.10.2 IRS4015电路工作原理 151

3.10.3 IRS4015电路主要元器件参数计算 152

3.10.4 高频变压器设计方法1 153

3.10.5 高频变压器设计方法2 154

第4章 功率因数调制转换电路设计 155

4.1 电流谐波 155

4.1.1 电流谐波的危害 156

4.1.2 功率因数 156

4.1.3 功率因数与总谐波含量的关系 157

4.1.4 功率因数校正的意义与基本原理 158

4.2 有源功率因数校正 160

4.2.1 有源功率因数校正的主要优缺点 160

4.2.2 有源功率因数转换的控制方法 161

4.2.3 峰值电流控制法 161

4.2.4 滞环电流控制法 163

4.2.5 平均电流控制法 164

4.3 有源功率因数校正电路设计 165

4.3.1 峰值电流控制法电路设计 165

4.3.2 UC3854用平均电流控制法电路设计 172

4.3.3 ML4813用滞环电流控制法电路设计 175

4.4 无源功率因数校正电路设计 178

4.4.1 无源功率因数校正电路的基本原理 179

4.4.2 无源功率因数校正电路设计 179

4.5 具有PFC与LLC双重调制转换的PLC810PG电源 181

4.5.1 LLC谐振变换拓扑结构变换 181

4.5.2 PLC810PG电路工作原理 183

4.5.3 PLC810PG电路主要参数计算 183

4.5.4 高频变压器设计 185

4.6 具有“三高一小”的FAN4803功率因数转换电源 187

4.6.1 FAN4803电路特点 187

4.6.2 FAN4803电路工作原理 190

4.6.3 PWM功率级电路工作原理及脉冲变压器设计 192

4.7 输出低电压、大电流的L6565功率因数转换电源 194

4.7.1 16565电路特点 194

4.7.2 L6565与L6561所组成电路工作原理 194

4.7.3 升压变压器TR1设计方法 197

4.7.4 高频变压器TR2设计方法 198

4.8 具有谐振式临界电流控制模式的L6563功率因数转换电源 199

4.8.1 L6563的功能特点 199

4.8.2 L6563及L6599的工作原理 200

4.8.3 L6563电路主要元器件参数计算 202

4.8.4 高频变压器设计方法1 204

4.8.5 高频变压器设计方法2 206

4.8.6 高频变压器设计方法3 206

4.9 连续电流控制恒功率输出的L6598转换电源 206

4.9.1 NCP1653的功能特点 208

4.9.2 L6598的功能特点 209

4.9.3 L6598电路主要元器件参数计算 210

4.9.4 高频变压器设计方法1 211

4.9.5 高频变压器设计方法2 212

4.10 智能化控制用的NCP1280功率因数转换电源 212

4.10.1 三种主控芯片的特点 213

4.10.2 NCP1280电路工作原理 214

4.10.3 NCP1280电路主要元器件参数计算 216

4.10.4 高频变压器TR3设计方法1 217

4.10.5 高频变压器TR3设计方法2 219

4.11 具有电荷泵性质的ICEIQS01功率因数转换电源 219

4.11.1 ICEIQS01电路特点 219

4.11.2 ICEIQS01片内功能 220

4.11.3 ICEIQS01电路工作原理 220

4.11.4 ICEIQS01电路主要元器件参数计算 223

第5章 DC/DC转换电路设计 226

5.1 高效率、低成本的UC3843直流转换电源 226

5.1.1 UC3843电路工作原理 226

5.1.2 UC3843的引脚功能 228

5.1.3 UC3843电路主要元器件参数计算 228

5.1.4 高频变压器设计 229

5.2 具有电流控制模式同步整流的LT3825直流变换电源 230

5.2.1 LT3825的功能特点 230

5.2.2 LT3825电路工作原理 231

5.2.3 LT3825电路工作参数计算 232

5.2.4 高频变压器设计 233

5.3 可编程输入推挽式MAX5069A直流变换电源 234

5.3.1 MAX5069A电路功能 234

5.3.2 MAX5069A的引脚功能 234

5.3.3 MAX5069A功能详述 236

5.3.4 高频变压器设计 238

5.4 具有电压控制模式单信号反馈的NCP1560直流变换电源 240

5.4.1 NCP1560电路特点 240

5.4.2 控制IC的功能特点 240

5.4.3 由NCP1560所组成的DC/DC转换电路工作原理 241

5.4.4 高频变压器设计 243

5.5 采用同步整流桥式变换的UC3525B直流变换电源 246

5.5.1 UC3525B电路特点及其应用 246

5.5.2 UC3525B电路工作原理 247

5.5.3 高频变压器设计方法1 249

5.5.4 高频变压器设计方法2 252

5.6 具有高速转换的UC3825直流变换电源 252

5.6.1 概述 252

5.6.2 UC3825电路特点 253

5.6.3 UC3825电路工作原理与应用 254

5.6.4 推挽式高频变压器设计 255

5.7 具有高效无辐射的SG3535A直流变换电源 257

5.7.1 SG3535A电路特点 258

5.7.2 SG3535A电路工作原理 258

5.7.3 SG3535A电路主要参数计算 261

5.7.4 高频变压器设计 262

5.8 具有自动恢复功能的CW3524直流变换电源 263

5.8.1 CW3524电路特点 263

5.8.2 CW3524电路工作原理 265

第6章 单片开关电源电路设计 267

6.1 恒压／恒流式TOP227Y三端单片开关电源 267

6.1.1 TOP227Y性能特点 267

6.1.2 TOP227Y恒流恒压工作原理 268

6.1.3 TOP227Y恒功率电路设计 270

6.1.4 TOP227Y内部结构 271

6.2 恒功率模式TOP204Y三端单片开关电源 274

6.2.1 TOP204Y电路工作原理 274

6.2.2 TOP204Y电路设计要求 275

6.2.3 高频变压器设计方法1 276

6.2.4 高频变压器设计方法2 276

6.2.5 高频变压器设计方法3 277

6.3 高效率自动调节的TNY279P四端单片开关电源 277

6.3.1 Tiny switch—Ⅲ系列产品性能特点 277

6.3.2 Tiny switch—Ⅲ系列工作原理 278

6.3.3 TNY279P电路设计 278

6.3.4 高频变压器设计 280

6.4 高效率能自动启动的TNY256P四端单片开关电源 281

6.4.1 TNY256P性能特点 281

6.4.2 TNY256P四端电源工作原理 282

6.4.3 高频变压器设计方法1 284

6.4.4 高频变压器设计方法2 284

6.5 高集成度无辐射的MC33374五端单片开关电源 285

6.5.1 MC33370系列性能特点 285

6.5.2 MC33374电路工作原理 286

6.6 多功能软启动TOP246Y六端单片开关电源 287

6.6.1 TOP246Y性能特点 288

6.6.2 TOP246Y变换电路工作原理 289

6.6.3 TOP246Y电路的PCB设计注意事项 292

6.6.4 高频变压器设计方法 292

6.7 高效率自动调整的TOP249Y六端单片开关电源 297

6.8 电源效率 298

6.8.1 如何提高高频变压器性能 299

6.8.2 如何提高开关电源效率 300

6.8.3 如何提高PCB设计质量 303

6.8.4 开关电源怎样实现准谐振 304

第7章 研发开关电源的程序步骤 307

7.1 开关电源研发程序 307

7.1.1 审题，确定实施方案 307

7.1.2 电路的设计与选用 307

7.1.3 元器件的选用设计计算 308

7.1.4 PCB的设计 308

7.1.5 项目预算 309

7.2 UCC28600研发实例 309

7.2.1 用户市场要求及可行性 309

7.2.2 绿色开关电源 309

7.2.3 UCC28600的功能 309

7.2.4 UCC28600的工作原理 310

7.2.5 UCC28600电路PFC的设计计算 313

7.2.6 UCC28600电路高频变压器设计方法1 316

7.2.7 UCC28600电路高频变压器设计方法2 317

7.2.8 UCC28600电路高频变压器设计方法3 318

7.2.9 UCC28600电路PWM的计算 320

7.2.10 UCC28600电路输出控制元件的计算 321

7.3 UC3842研发实例 323

7.3.1 UC3842电路应用的意义 323

7.3.2 UC3842电路的特点和结构 323

7.3.3 UC3842电路元器件的计算 323

7.3.4 UC3842电路高频变压器设计方法1 325

7.3.5 UC3842电路高频变压器设计方法2 327

7.3.6 UC3842电路高频变压器设计方法3 327

7.4 PCB的设计 328

7.4.1 PCB的布局、布线要求 328

7.4.2 PCB的设计过程 329

7.4.3 PCB的设计原则 330

7.4.4 PCB的布线技巧 331

7.4.5 元器件放置注意事项 332

7.5 如何把原理图转换为PCB图 332

7.5.1 元件属性的设置 333

7.5.2 电路布线 334

7.5.3 由原理图生成网络表 334

7.5.4 元件自动布局 335

7.6 如何快速有效地制作PCB 337