开关电源基础与应用

第1章  开关电源基本原理 1
  1.1  开关电源的组成与工作原理 1
    1.1.1  开关电源工作原理 1
    1.1.2  开关电源的构成 2
    1.1.3  开关电源的特点 2
  1.2  开关电源主要类型 3
    1.2.1  控制方式 3
    1.2.2  连接分类 3
    1.2.3  输出取样方式 4
  1.3  开关电源主要结构 5
  1.4  开关电源辅助技术 9
    1.4.1  多输出电源 9
    1.4.2  倍压/桥式整流切换 10
    1.4.3  微处理器控制 11
    1.4.4  防干扰技术 13
  1.5  开关器件的选择与驱动 16
    1.5.1  开关器件的特征和类型 16
    1.5.2  电力二极管 17
    1.5.3  电力场效应晶体管 18
    1.5.4  绝缘栅双极晶体管 19
    1.5.5  集成门极换流晶闸管 20
    1.5.6  缓冲电路 21
  1.6  整流电路 22
    1.6.1  恒功率整流 22
    1.6.2  倍流整流 23
    1.6.3  同步整流 23
  1.7  电源指标测试与电源管理 24
    1.7.1  开关电源技术指标 24
    1.7.2  电源管理 25
    1.7.3  技术指标测试 26
  1.8  电磁兼容技术与噪声 27
    1.8.1  电磁兼容性标准 27
    1.8.2  开关电源的电磁兼容性 28
  思考与复习 30
第2章  自激式开关电源 31
  2.1  自激式开关电源的结构和保护电路 31
    2.1.1  自激式降压电源的结构和工作原理 31
    2.1.2  降压型电源保护电路 33
  2.2  自激电源的优化 34
    2.2.1  增大降压比控制 34
    2.2.2  自激电源的同步控制 35
  2.3  自激式降压型集成电源 38
    2.3.1  直接取样电源电路 38
    2.3.2  间接取样电源电路 39
  2.4  升压式自激电源 39
  2.5  开关电源的隔离 40
    2.5.1  隔离电源基本电路 41
    2.5.2  提高隔离电源稳压性能 43
    2.5.3  双PWM控制 44
    2.5.4  两路正反馈控制 47
  2.6  自激开关电源应用设计 48
    2.6.1  办公设备电源 48
    2.6.2  显示器电源 50
  2.7  典型设备开关电源 52
    2.7.1  原理框图 52
    2.7.2  启动与振荡 52
    2.7.3  稳压原理 54
    2.7.4  遥控电路 55
    2.7.5  保护电路 56
  思考与复习 57
第3章  它激式开关电源 58
  3.1  它激式开关电源 58
    3.1.1  MC1394构成的开关电源 58
    3.1.2  UC3842控制的开关电源 60
    3.1.3  升压型开关电源 63
    3.1.4  充电器专用控制电路MC712 64
    3.1.5  反激式开关电源 65
  3.2  集成驱动器及其应用 66
    3.2.1  半桥控制电路 L6598 66
    3.2.2  主从式开关电源 67
    3.2.3  单周期控制电路 70
    3.2.4  大电流电源 75
  3.3  STR系列集成变换电路 77
    3.3.1  STR-S67系列电路 78
    3.3.2  STR-M65系列电路 80
    3.3.3  STR-M6811A电路 81
  3.4  TOP系列集成电源 84
    3.4.1  TOPSwitch系列集成电源 84
    3.4.2  TinySwitch系列集成电源 86
    3.4.3  取样电路 88
    3.4.4  设计实例 90
  3.5  DC/DC变换电路 90
    3.5.1  升压式DC/DC变换电路 90
    3.5.2  倍压式DC/DC变换电路 91
思考与复习 92
第4章  单片式开关电源 93
  4.1  典型单片电源电路 93
    4.1.1  单片开关电源LM25系列 93
    4.1.2  单片开关电源L4962 95
    4.1.3  低压它激式单片电源MC78S40 97
    4.1.4  低压单片开关电源MC34063 98
  4.2  同步整流技术的低电压大电流电源 100
    4.2.1  UC3842控制的同步整流电路 101
    4.2.2  具有同步整流功能的电路 102
  4.3  移动电子设备电源 105
    4.3.1  MAX744A电源 105
    4.3.2  MAX767电源 106
    4.3.3  模式控制CMOS低功耗电源 107
    4.3.4  MAX782和LTC1149的应用 108
  4.4   特殊开关电源 111
    4.4.1  显示设备的超高压电源 111
    4.4.2  行脉冲驱动超高压电源 113
    4.4.3  基于TPS54350的DC/DC电源 114
  思考与复习 115
第5章  大功率变换电路 116
  5.1  基本变换电路 116
    5.1.1  基本变换电路原理 116
    5.1.2  不同电路的特点 121
  5.2  半桥变换电路的应用 122
    5.2.1  降压电路 122
    5.2.2  振荡超声波电路 123
  5.3  推挽变换电路的应用 124
    5.3.1  基于UC3524的低压电源 124
    5.3.2  基于UC3524的高压电源 126
    5.3.3  逆变电源 127
    5.3.4  TL494及其应用 128
  5.4  典型应用电路 131
    5.4.1  自激多输出电源 131
    5.4.2  节能灯控制器 133
    5.4.3  500 V降压电源 135
    5.4.4  基于IR2112的半桥电路 137
    5.4.5  自激振荡半桥驱动电路 138
  5.5  谐振开关电源 141
    5.5.1  低通滤波式谐振变换器 141
    5.5.2  并联谐振电源 141
    5.5.3  串联谐振电源 144
    5.5.4  谐振电源的应用 147
  思考与复习 148
第6章  开关电源设计 149
  6.1  小功率开关电源 149
    6.1.1  50 W电源设计 149
    6.1.2  120 W/24 V电源设计 154
  6.2  大功率开关电源 155
    6.2.1  技术指标 155
    6.2.2  功率变换部分 156
  6.3  逆变电源 157
    6.3.1  系统设计 157
    6.3.2  PWM控制 158
    6.3.3  输出电压控制 160
  6.4  便携式开关电源 162
    6.4.1  结构与系统设计 162
    6.4.2  主要元件参数计算 163
    6.4.3  机载小型电源的设计 166
    6.4.4  机载三相交流电源的设计 167
  6.5  多输出高精度直流电源 170
    6.5.1  系统的结构与原理 171
    6.5.2  控制单元原理 172
  6.6  通信系统电源 176
    6.6.1  线性调节器输出低压 176
    6.6.2  升压型DC/DC变换器 177
    6.6.3  降压型开关电源 177
    6.6.4  DC/DC变换器设计 178
  思考与复习 180
第7章  UPS电路原理与应用 181
  7.1  UPS的电路结构及性能特点 181
    7.1.1  后备式UPS 182
    7.1.2  在线互动式UPS 182
    7.1.3  双变换在线式 183
    7.1.4  双向变换串/并联补偿在线式 184
  7.2  新型UPS变换技术 185
    7.2.1  新型UPS电源电路 186
    7.2.2  双向DC/DC变换器的工作原理 187
    7.2.3  双向DC/DC电路主要参数设计 188
    7.2.4  在线式UPS的控制和保护技术 191
  7.3  UPS专用免维护蓄电池 192
    7.3.1  免维护蓄电池的工作原理与应用 193
    7.3.2  利用双向DC/DC电路实现蓄电池的充放电 194
  7.4  UPS的性能指标与测试 195
    7.4.1  UPS的技术指标 195
    7.4.2  UPS系统的测试 198
    7.4.3  UPS的安全运行 200
  7.5  大功率UPS干扰原因与抑制方法 202
    7.5.1  UPS干扰来源 202
    7.5.2  抗干扰措施 204
  7.6  专用电池充电电源设计 205
    7.6.1  电路组成及工作机理 205
    7.6.2  PWM控制器电路 205
    7.6.3  监控系统设计 207
    7.6.4  通信功能 208
  7.7  UPS功率因数 208
    7.7.1  整流电路的理想状态 208
    7.7.2  相控整流电路存在的问题 210
    7.7.3  决定功率因数的主要因素 211
    7.7.4  功率因数的提高 212
    7.7.5  滞环电流变换器及其在PFC中的应用 215
  思考与复习 218
第8章  多电平直流变换 219
  8.1  多电平变换的基本原理 219
    8.1.1  多电平变换器的特点 219
    8.1.2  多电平变换器主电路拓扑结构 219
    8.1.3  多电平变换器的控制方法 222
  8.2  单管直流变换器三电平拓扑变换 227
    8.2.1  Buck电路三电平变换 227
    8.2.2  Boost电路三电平变换 228
    8.2.3  Buck-Boost电路三电平变换 228
    8.2.4  Cuk三电平电路变换 229
  8.3  推挽变换器三电平拓扑变换 230
  8.4  全桥直流变换器的三电平拓扑变换 231
  8.5  三电平直流变换器的控制方法 232
    8.5.1  移相角与输出电压的关系 232
    8.5.2  移相角与电感电流脉动的关系 235
    8.5.3  Buck变换器的电感电流脉动值分析 235
    8.5.4  Boost变换器的电感电流脉动值分析 237
    8.5.5  Buck-Boost变换器的电感电流脉动值分析 239
    8.5.6  其他类型电路的电感电流脉动分析 242
  思考与复习 243
第9章  变频电源原理与应用 244
  9.1  变频电源 244
    9.1.1  变频电源技术 244
    9.1.2  VVVF的基本调制方法 244
  9.2  变频电源硬件电路设计 247
    9.2.1  变频电源设计要点 247
    9.2.2  DC/DC升压模块设计要求 248
    9.2.3  直流升压原理 248
    9.2.4  反激直流升压电路设计 249
    9.2.5  DC/AC逆变模块设计 250
    9.2.6  电路模块设计 252
  9.3  系统软件设计 256
    9.3.1  系统软件设计流程 256
    9.3.2  系统中断程序设计 256
  9.4  变频技术的应用 258
    9.4.1  PWM双桥叠加交流电压调节方式 258
    9.4.2  采用PWM斩波方式的交流电压调节器 259
    9.4.3  串联电压源模式的交流电压调节器 260
    9.4.4  三种方案的对比 261
  9.5  大功率变频技术及其对负载的影响 261
    9.5.1  器件串联方案 261
    9.5.2  多电平控制方案 262
    9.5.3  变频器对电动机的影响 264
    9.5.4  中压变频器技术发展 266
  9.6  实现电动机带载启动的AC/AC 变频技术 266
    9.6.1  系统原理与组成 267
    9.6.2  系统构成 268
    9.6.3  系统软件 270
    9.6.4  应用方案 271
  思考与复习 272
第10章   提高电源质量的新技术 273
  10.1  交错并联技术 273
    10.1.1  交错并联结构 273
    10.1.2  设计方案 275
  10.2  多重变换在电源中的应用 276
    10.2.1  多重变换器技术的优点 276
    10.2.2  多重级联变换器的结构 277
    10.2.3  变换电路工作原理及数学模型 277
    10.2.4  单元级联型变换电路的数学模型 281
    10.2.5  三相单元级联功率变换电路 283
  10.3  多电平变换器的控制方法 285
    10.3.1  基于离散自然采样法的PWM控制方法 285
    10.3.2  变换器的均衡控制技术 287
思考与复习 288
附录1  国家与行业电源标准 289
附录2  开关电源常用英文标识与缩写 291
参考文献 296