绪论 1
目录 1
第1章 电源在系统中的作用和电源设计流程 3
1.1 从提问开始 3
1.2 电源结构 4
1.3 选择适用的电源技术 5
1.4 了解电源系统设计指标 6
1.5 常规的电源设计方法：介绍一种模块化的电源设计方法 8
1.6 对电源设计软件的一点评论 9
1.7 所需的基本测试设备 10
第2章 线性电源介绍 11
2.1 线性电源基本工作原理 11
2.2 线性电源设计的总体考虑 12
2.3.1 基本分立元件的线性电源设计 14
2.3 线性电源设计实例 14
2.3.2 基本三端稳压电源设计 15
2.3.3 浮地线性电源 17
第3章 脉宽调制（PWM）开关电源 19
3.1 PWM开关电源的基本原理 19
3.1.1 正激式变换器 20
3.1.2 升压式变换器 21
3.2 PWM开关电源设计步骤的框图 23
3.3 选用何种开关电源拓扑 24
3.4 开关电源中“黑箱”的考虑 30
3.5 磁性元件的设计 32
3.5.1 磁性元件的总体设计流程 32
3.5.2 确定磁心的尺寸 33
3.5.3 正激式变压器的设计 35
3.5.4 反激式变压器的设计 36
3.5.5 正激式滤波扼流圈的设计 39
3.5.6 相互耦合的正激式滤波扼流圈的设计 41
3.5.7 直流滤波扼流圈的设计 42
3.5.8 基极和栅极的驱动变压器 44
3.5.9 开关电源变压器的绕线技术 45
3.6 输出级的设计 50
3.6.1 无源输出级 51
3.6.2 有源输出级（同步整流器） 52
3.6.3 输出滤波器 53
3.7 功率开关和驱动部分的设计 54
3.7.1 双极型功率晶体管驱动电路 55
3.7.2 MOSFET功率开关 58
3.8 控制集成电路的选择 61
3.7.3 IGBT功率开关 61
3.8.1 开关电源控制简述 62
3.8.2 最佳控制方法的选择 62
3.9 电压反馈电路的设计 66
3.10 启动和集成电路供电电路的设计 69
3.11 输出保护策略 71
3.12 输入整流器／滤波器部分的设计 75
3.13 通常与电源相关的附加功能 78
3.13.1 与外部供电电源同步的功能 78
3.13.2 输入低电压限制 78
3.13.3 紧急掉电信号 78
3.13.4 输出电压关断功能 80
3.14 印制电路板的制作 81
3.14.1 主要电流环路 81
3.14.2 开关电源内部的接地 83
3.14.4 滤波电容的并联 84
3.14.3 交流电压节点 84
3.14.5 开关电源PCB制作的最佳方法 85
3.15 开关电源设计实例 85
3.15.1 板载的10W降压Buck变换器 86
3.15.2 低成本的28W PWM反激式变换器 91
3.15.3 65W通用交流输入、多路输出反激式变换器 98
3.15.4 280W离线式半桥变换器 106
第4章 改善开关电源效率的整形技术 117
4.1 PWM开关电源内部的主要损耗 117
4.2 降低主要损耗的各种技术 124
4.3 吸收电路 125
4.3.1 传统吸收电路的设计 125
4.3.2 无源无损吸收电路 126
4.4 有源钳位电路 127
4.6 准谐振变换器 129
4.5 限制整流管反向恢复电流的饱和电感 129
4.6.1 准谐振变换器基础知识 130
4.6.2 准谐振开关电源拓扑 133
4.6.3 谐振回路的设计 133
4.6.4 移相PWM全桥变换器 138
4.7 高效率开关电源设计实例 139
4.7.1 10W同步整流Buck变换器 139
4.7.2 15W零电压开关准谐振电流型控制反激式变换器 145
4.7.3 零电压开关准谐振离线式半桥变换器 150
附录 157
附录A 热分析和设计 157
A.1 建立热模型 157
A.2 散热器上的功率封装（TO、TO-220、TO-218等） 158
A.3 无散热器的功率封装（自立式） 159
A.5 表面安装元器件 160
A.4 径向引线的二极管 160
A.6 一些热应用的实例 162
A.6.1 最小散热器（或允许的最大热阻）的确定 162
A.6.2 最高环境温度时无散热器三端稳压块最大耗散功率的确定 162
A.6.3 已知引线温度时整流管结温的确定 163
附录B 反馈补偿器 164
B.1 开关电源中常见电路的博德响应 164
B.2 确定开关电源的开环响应——控制到输出特性 168
B.2.1 电压型控制正激式变换器 168
B.2.2 电压型控制反激式变换器和电流型控制正激式变换器的控制到输出特性 170
B.3 开关电源的稳定性判定 172
B.4 普通误差放大补偿器的设计 173
B.4.1 单极点补偿器 174
B.4.2 具有带宽增益限制的单极点补偿器 176
B.4.3 极点-零点补偿器 178
B.4.4 双极点-双零点补偿器 180
附录C 功率因数校正 184
附录D 磁学和磁性元件 194
D.1 应用于开关电源的基本磁学理论 194
D.2 磁心材料和型式的选择 197
附录E 噪声控制和电磁干扰 201
E.1 电气噪声的来源和种类 201
E.2 噪声的典型来源 203
E.3 外壳设计 204
E.4 传导EMI滤波器 204
附录F 其他 208
F.1 计量单位换算 208
F.2 导线 209
参考文献 212