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第1章 绪论1

1.1 关于开关电源1

1.2 开关电源的基本构成1

1.3 开关电源的分类2

1.4 开关电源的应用3

1.5 开关电源的发展史4

1.6 开关电源技术的发展趋势6

第2章 开关电源中常用的电力电子器件与驱动7

2.1 电力二极管7

2.1.1 PN结与电力二极管的工作原理7

2.1.2 二极管的基本特性及主要参数9

2.1.3 二极管的主要类型11

2.2 电力MOSFET11

2.2.1 结构和工作原理11

2.2.2 主要参数13

2.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）14

2.3.1 结构与工作原理14

2.3.2 主要参数16

2.4 驱动电路17

2.4.1 对驱动电路的要求17

2.4.2 集成电路直接驱动18

2.4.3 加入驱动功率放大级驱动18

2.4.4 用变压器耦合驱动18

2.4.5 光耦合器驱动器19

第3章 非隔离型DC-DC变换器21

3.1 降压式（Buck）变换器21

3.1.1 主电路拓扑和控制方式21

3.1.2 电感电流连续时Buck变换器的工作原理和基本关系22

3.1.3 电感电流断续时Buck变换器的工作原理和基本关系25

3.1.4 电感电流临界连续的边界25

3.2 升压式（Boost）变换器28

3.2.1 主电路拓扑和控制方式28

3.2.2 电感电流连续时Boost变换器的工作原理和基本关系29

3.2.3 电感电流断续时Boost变换器的工作原理和基本关系30

3.2.4 电感电流临界连续的边界31

3.3 升降压（Buck/Boost）变换器33

3.3.1 主电路拓扑和控制方式33

3.3.2 电感电流连续时Buck/Boost变换器的工作原理和基本关系34

3.3.3 电感电流断续时Buck/Boost变换器的工作原理和基本关系35

3.3.4 电感电流临界连续的边界37

3.4 Cuk变换器38

3.4.1 主电路拓扑和控制方式38

3.4.2 电流连续时Cuk变换器的工作原理和基本关系40

3.4.3 电流断续时Cuk变换器的工作原理和基本关系41

3.4.4 两电感有耦合的Cuk变换器43

3.5 Zeta变换器44

3.5.1 主电路拓扑和控制方式44

3.5.2 电流连续时Zeta变换器的工作原理和基本关系45

3.5.3 电流断续时Zeta变换器的工作原理和基本关系47

3.6 Sepic变换器47

3.6.1 主电路拓扑和控制方式47

3.6.2 电流连续时Sepic变换器的工作原理和基本关系49

第4章 隔离型DC-DC变换器51

4.1 正激式变换器51

4.1.1 主电路组成和控制方式51

4.1.2 电流连续时正激变换器的工作原理和基本关系52

4.2 反激变换器55

4.2.1 主电路组成和控制方式55

4.2.2 电流连续时反激变换器的工作原理和基本关系57

4.2.3 电流断续时反激变换器的工作原理和基本关系59

4.3 推挽（Push-Pull）变换器59

4.3.1 推挽式逆变器59

4.3.2 推挽变换器61

4.3.3 推挽变换器的铁芯偏磁63

4.4 半桥（Half-Bridge）变换器64

4.4.1 半桥逆变器64

4.4.2 半桥DC-DC变换器65

4.4.3 考虑漏感时半桥变换器的工作原理67

4.5 全桥（Full-Bridge）变换器68

4.5.1 全桥逆变器68

4.5.2 全桥变换器71

4.5.3 全桥变换器中直流分量的抑制74

第5章 有源功率因数校正技术75

5.1 概述75

5.1.1 AC/DC变换器输入电流的谐波分量75

5.1.2 功率因数和总谐波畸变的定义76

5.1.3 提高AC/DC变换器输入侧功率因数的主要思路77

5.1.4 有关谐波标准78

5.2 基本Boost型PFC电路78

5.2.1 PFC电路的工作原理78

5.2.2 占空比的瞬态表达式80

5.2.3 理想模型81

5.2.4 电感L的设计82

5.3 PFC电路的控制技术82

5.3.1 DCM工作模式的控制技术83

5.3.2 CCM工作模式的电流型控制技术84

5.4 改进的PFC电路86

5.4.1 ZVT-Boost型PFC电路86

5.4.2 Buck+Boost型PFC电路87

5.4.3 DCM反激式PFC电路88

第6章 软开关与同步整流技术90

6.1 软开关技术90

6.1.1 硬开关和软开关90

6.1.2 零电压开关与零电流开关91

6.1.3 准谐振变换电路92

6.1.4 零开关PWM变换电路95

6.1.5 零转换PWM变换电路98

6.2 同步整流技术100

6.2.1 电压自驱动同步整流101

6.2.2 环路电流抑制102

6.2.3 用于同步整流的功率MOSFET的最新进展103

第7章 开关电源的控制电路104

7.1 电压模式PWM控制器104

7.2 电流模式PWM控制器104

7.3 电压型控制芯片SG3525105

7.3.1 性能及工作原理105

7.3.2 关断操作106

7.3.3 SG3525输出的不同驱动型式107

7.4 脉宽调制芯片UC3843108

7.4.1 UC3843管脚连接图108

7.4.2 UC3843的主要特性109

7.4.3 UC3843芯片原理109

7.5 移相全桥控制芯片UC3875111

7.5.1 UC3875的电气特性111

7.5.2 内部结构和工作原理111

7.5.3 各部分的基本工作原理分析112

7.6 峰值电流控制PWM芯片MC34261115

7.6.1 引言115

7.6.2 工作描述115

7.6.3 设计公式117

7.7 平均电流型功率因数校正芯片UC3854120

7.7.1 UC3854内部功能模块介绍120

第8章 高频开关整流器的保护电路123

8.1 输入端连续过电压保护123

8.2 输入瞬态过压保护125

8.3 启动冲击电流抑制125

8.4 软启动电路127

8.5 输出限流保护128

8.6 过热保护电路131

8.7 缺相保护电路132

第9章 开关电源的电磁兼容技术134

9.1 开关电源中的电磁干扰问题134

9.1.1 开关电源干扰的产生134

9.1.2 开关电源外部干扰135

9.1.3 开关电源干扰耦合途径135

9.2 开关电源中的电磁干扰的抑制137

9.2.1 电磁屏蔽137

9.2.2 接地技术140

9.2.3 滤波器技术141

第10章 开关电源中的磁性元件144

10.1 在开关电源中磁性元件的作用144

10.2 磁的基本概念和基本定律144

10.2.1 磁场的几个常用物理量144

10.2.2 磁路的概念145

10.2.3 磁路的基本定律145

10.3 软磁性材料148

10.3.1 磁性材料的磁化148

10.3.2 磁材料的磁化曲线148

10.3.3 磁芯损耗151

10.3.4 相对磁导率μr154

10.3.5 磁芯磁性能156

10.4 高频变压器设计方法157

10.4.1 变压器设计方法之一——面积乘积（AP）法157

10.4.2 变压器设计方法之二——几何参数（KG）法160

10.5 电感器设计方法162

10.5.1 电感器设计方法之一——面积乘积（AP）法162

10.5.2 电感器设计方法之二——几何参数（KG）法164

10.5.3 无直流偏压的电感器设计165

第11章 反馈环路的稳定166

11.1 引言166

11.2 系统振荡原理167

11.2.1 电路稳定的增益准则167

11.2.2 电路稳定的增益斜率准则167

11.2.3 输出LC滤波器的增益特性（输出电容含／不含ESR）170

11.2.4 脉宽调制器的增益171

11.2.5 LC输出滤波器加调制器和采样网络的总增益172

11.3 误差放大器幅频特性曲线的设计173

11.4 误差放大器的传递函数、极点和零点175

11.5 零点、极点频率引起的增益斜率变化规则176

11.6 只含单零点和单极点的误差放大器传递函数的推导177

11.7 根据Ⅱ型误差放大器的零点、极点位置计算相移178

11.8 考虑ESR时LC滤波器的相移179

11.9 设计实例——含有Ⅱ型误差放大器的正激变换器反馈环路的稳定性180

11.10 Ⅲ型误差放大器的应用及其传递函数182

11.11 Ⅲ型误差放大器零点、极点位置引起的相位滞后183

11.12 Ⅲ型误差放大器的原理图、传递函数及零点、极点位置184

11.13 设计实例——通过Ⅲ型误差放大器反馈环路稳定正激变换器185

11.14 Ⅲ型误差放大器元件的选择187

11.15 反馈系统的条件稳定187

11.16 不连续模式下反激变换器的稳定188

11.16.1 从误差放大器端到输出电压节点的直流增益188

11.16.2 不连续模式下反激变换器的误差放大器输出端到输出电压节点的传递函数190

11.17 不连续模式下反激变换器误差放大器的传递函数191

11.18 设计实例——不连续模式下反激变换器的稳定192

11.19 跨导误差放大器194

第12章 开关电源设计实例197

12.1 完全能量传递反激式开关电源的设计197

12.1.1 电路设计197

12.1.2 反激变换器RCD缓冲器的设计198

12.1.3 主要元件的参数计算与选型201

12.2 基于SG3525的半桥式开关电源的设计205

12.2.1 电路设计205

12.2.2 主要元件参数的计算与选择205

12.3 基于MC34261的有源功率因数校正器的设计209

12.3.1 电路设计209

12.3.2 主要元件参数的计算与选型210

参考文献212