第1章 开关变换器简介 1
1.1 简介 1
1.1.1 工业发展趋势 1
1.2 线性变换器 2
1.2.1 串联式线性调整器 2
1.2.2 并联式线性调整器 4
1.3 开关变换器 5
1.3.1 带有阻性负载的基本开关变换器 5
1.3.2 带有阻感性负载的开关变换器 7
1.4 变换器稳态原理分析 9
1.4.1 电感伏秒平衡 9
1.4.2 电容电荷平衡 10
1.5 习题 10
第2章 基本的开关变换电路 12
2.1 简介 12
2.2 Buck变换器 12
2.2.1 连续模式 12
2.2.2 断续模式 16
2.3 同步整流 21
2.4 纹波抑制 22
2.5 Boost变换器 24
2.5.1 连续模式 25
2.5.2 断续模式 28
2.6 Buck-Boost变换器 31
2.6.1 连续模式 32
2.6.2 断续模式 35
2.7 C？k变换器 38
2.8 SEPIC变换器 44
2.8.1 连续模式 44
2.8.2 设计要素 46
2.9 Zeta变换器 46
2.10 非理想元器件实现的变换器 48
2.10.1 电感模型 49
2.10.2 电容模型 49
2.10.3 半导体器件损耗 50
2.10.4 半导体器件损耗对输出电压的影响 51
2.11 习题 52
第3章 谐振变换器 54
3.1 简介 54
3.2 并联谐振电路综述 55
3.3 串联谐振电路综述 56
3.4 准谐振开关的分类 57
3.5 零电流开关准谐振Buck变换器 59
3.6 零电流开关准谐振Boost变换器 65
3.7 零电压开关准谐振Buck变换器 70
3.8 零电压开关准谐振Boost变换器 74
3.9 串联负载谐振变换器 78
3.9.1 断续模式（0<fs<0.5fn） 78
3.9.2 连续模式（fs>fn或称为高于谐振频率模式） 80
3.9.3 连续模式（0.5fn<fs<fn或称为低于谐振频率模式） 82
3.10 并联负载谐振变换器 84
3.10.1 断续模式（0<fs<0.5fn） 85
3.10.2 连续模式（fs>fn或称为高于谐振频率模式） 88
3.10.3 连续模式（0.5 fn<fs<fn或称为低于谐振频率模式） 90
3.11 习题 92
第4章 隔离型变换器 95
4.1 简介 95
4.2 正激变换器 95
4.3 双管正激变换器 100
4.4 推挽变换器 102
4.5 半桥变换器 105
4.6 全桥变换器 106
4.7 反激变换器 108
4.8 双管反激变换器 112
4.9 双向有源桥变换器 114
4.9.1 功率流控制 123
4.10 零电流开关准谐振半桥变换器 125
4.11 习题 129
第5章 开关变换器的控制策略 130
5.1 简介 130
5.2 脉宽调制 130
5.2.1 电压模式PWM策略 131
5.2.2 电流模式PWM策略 134
5.3 滞环控制：开关电流源 138
5.3.1 ton时段稳态分析 139
5.4 商业化集成电路控制器 140
5.4.1 SG3524固定频率电压模式控制器 140
5.4.2 TL497变化频率电压模式控制器 143
5.4.3 UC3842固定频率电流模式PWM控制器 144
5.4.4 TinySwitch-Ⅱ系列小功率离线开关管 146
5.5 谐振变换器控制策略 148
5.5.1 谐振变换器离线控制器 149
5.5.2 L6598的工作原理 149
5.6 习题 160
第6章 开关变换器的连续时域模型 161
6.1 简介 161
6.2 经典控制技术分析开关变换器 161
6.2.1 开关变换器的基本开环线性模型 162
6.2.2 PWM调制器模型 162
6.2.3 平均开关变换器模型 166
6.2.4 输出滤波器模型 168
6.3 开关变换器小信号模型概述 176
6.4 有外部扰动的电压调整器线性模型 179
6.4.1 输出阻抗和稳定性 180
6.5 开关变换器的状态空间表示 181
6.5.1 线性系统分析概述 181
6.5.2 状态空间平均 183
6.6 开关变换器传递函数 194
6.6.1 源至状态变量的传递函数 195
6.7 输入EMI滤波器 197
6.7.1 稳定性分析 197
6.8 习题 203
第7章 开关变换器的模拟控制 204
7.1 简介 204
7.2 经典控制技术中的负反馈 204
7.2.1 闭环增益 204
7.2.2 稳定性分析 205
7.2.3 相对稳定性 205
7.3 开关变换器的闭环线性模型 206
7.3.1 反馈网络 206
7.3.2 误差放大器补偿网络 206
7.3.3 PI补偿网络 207
7.3.4 比例积分微分（PID）补偿网络 209
7.3.5 比例控制 212
7.4 考虑输出电容ESR的Buck变换器的反馈补偿 212
7.5 无输出电容ESR的Buck变换器的反馈补偿 215
7.6 全状态反馈 216
7.6.1 全状态反馈控制系统设计 216
7.6.2 极点选择 217
7.6.3 反馈增益 217
7.7 习题 221
第8章 开关变换器的离散时域建模 222
8.1 简介 222
8.2 连续时域系统 222
8.3 直接离散时域模型 222
8.4 直接离散模型的线性化 223
8.5 连续时域状态空间平均模型 224
8.6 开关变换器的离散时域平均模型 226
8.7 习题 227
第9章 开关变换器的数字控制 228
9.1 简介 228
9.2 比例控制器 228
9.3 PID控制器的连续化设计方法 229
9.4 全状态反馈的离散控制系统设计 230
9.4.1 极点配置 231
9.4.2 反馈增益 231
9.4.3 电压控制模式 231
9.4.4 电流控制模式 233
9.5 习题 236
第10章 交错并联变换器 237
10.1 简介 237
10.2 交错并联Buck变换器 237
10.2.1 状态空间平均模式 239
10.3 交错并联Boost变换器 240
10.3.1 状态空间平均模式 240
10.4 基于电流模式工作的交错并联变换器 244
10.4.1 纹波的计算 245
10.4.2 变换器的数量 247
10.5 功率因数校正 247
10.6 习题 249
第11章 开关电容变换器 251
11.1 简介 251
11.2 单向功率传输SCC 251
11.2.1 基本升压变换器 251
11.2.2 基本降压变换器 253
11.2.3 基本电压极性反向变换器 255
11.3 其他开关电容变换器拓扑 256
11.3.1 降压变换器 256
11.3.2 升压变换器 259
11.3.3 n阶降压SCC 261
11.3.4 n阶升压SCC 261
11.4 双向功率传输SCC 263
11.4.1 升降压变换器 263
11.4.2 罗氏变换器 265
11.5 谐振变换器 270
11.5.1 零电流开关（ZCS） 270
11.6 开关电容功率变换器的损耗 273
11.7 习题 274
第12章 开关变换器的仿真 275
12.1 简介 275
12.2 Spice电路描述 275
12.2.1 采用“.CIR”文本输入文件的PSpice仿真 276
12.2.2 采用电路图输入的PSpice仿真 285
12.2.3 开关变换器的小信号分析 299
12.2.4 创建可用于PSpice仿真的Capture符号 314
12.2.5 解决收敛问题 314
12.3 使用MATLAB对开关变换器进行仿真 318
12.3.1 使用传递函数 318
12.3.2 使用矩阵 320
12.4 使用Simulink仿真开关变换器 323
12.4.1 用Simulink仿真传递函数的例子 323
12.4.2 用Simulink仿真状态空间矩阵的例子 324
12.5 习题 325
第13章 开关变换器的应用 327
13.1 功率因数校正 327
13.1.1 简介 327
13.1.2 基本概念回顾 327
13.1.3 功率因数校正原理 328
13.1.4 开关变换器的功率因数自校正特性 329
13.1.5 功率因数校正器的控制技术 334
13.1.6 功率因数校正电路 338
13.2 低噪声DC-DC变换器 341
13.2.1 简介 341
13.2.2 降低EMI的技术 342
13.3 用于太阳电池的开关变换器 345
13.3.1 简介 345
13.3.2 太阳电池模型 345
13.3.3 最大功率点跟踪 347
13.3.4 用于太阳电池的开关变换器 347
13.4 用于燃料电池的开关变换器 348
13.5 LED驱动器用开关变换器 351
13.5.1 Buck型LED驱动器 351
13.5.2 Boost型LED驱动器 352
13.5.3 C？k型LED驱动器 352
13.5.4 SEPIC型LED驱动器 353
13.5.5 交流输入型LED驱动器 353
第14章 开关变换器设计：案例学习 354
14.1 简介 354
14.2 电压型断续工作模式的Buck变换器设计 355
14.2.1 控制器设计 356
14.2.2 小信号模型 359
14.2.3 设计补偿网络和误差放大器 359
14.2.4 闭环Buck变换器 363
14.2.5 仿真结果 364
14.2.6 实验结果 366
14.3 电压型同步Buck变换器的数字控制 370
14.3.1 电路参数 371
14.3.2 闭环极点选择 371
14.3.3 离散时间模型 372
14.3.4 反馈增益 373
14.3.5 控制策略 374
14.3.6 用于PSpice仿真的模拟模型 375
14.3.7 仿真结果 376
14.3.8 与负载变化相关的闭环极点灵敏度 378
14.3.9 实验结果 378
14.4 电流型同步Buck变换器的数字控制 380
14.4.1 连续时间状态模型 380
14.4.2 推导离散时间模型 380
14.4.3 电流型控制不稳定的问题 381
14.4.4 跟踪调整器的扩展状态模型 381
14.4.5 反馈增益 382
14.4.6 控制策略 384
14.4.7 仿真结果 384
14.4.8 闭环极点对负载变化的敏感度 384
14.4.9 实验结果 386
14.4.10 DSP编程 387
14.5 基于UC3842的反激变换器设计 393
14.5.1 设计规格 394
14.5.2 断续导通模式 394
14.5.3 初步计算 395
14.5.4 开环仿真 396
14.5.5 电流环 397
14.5.6 电压环 397
14.5.7 小信号模型 400
14.5.8 频率补偿 401
14.5.9 电磁干扰（EMI）滤波器的设计 403
14.5.10 印制电路板（PCB）设计 404
14.5.11 实验结果 406
14.6 基于TopSwitch的反激变换器设计 407
14.6.1 设计规格 408
14.6.2 初步计算 408
14.6.3 实验结果 409
14.7 基于TinySwitch的反激变换器设计 410
14.7.1 实验结果 411
14.8 开关音频放大器 412
14.8.1 案例学习 415
参考文献 422