内容简介

《开关稳压电源的设计和应用》是电力电子新技术系列图书中的一册，主要介绍开关稳压电源的基本原理、设计方法及应用。《开关稳压电源的设计和应用》共分11章。第1章介绍了开关电源技术的一些基本概念及发展史和发展趋势。第2、3章分别介绍在开关电源中常用的电力电子变换电路的拓扑及工作原理。第4章介绍了PWM变换器的数学模型。第5、6章分别介绍开关电源中常用的电力电子器件和变压器、电感、电容器等元器件。第7、8章介绍开关电源中主电路及控制系统的设计方法。第9章介绍开关电源中常用的功率因数校正技术的基本原理。第10章介绍了开关电源的电磁兼容问题。第11章为开关电源的应用，介绍了两种小功率开关电源和两种大功率开关电源的设计过程。

《开关稳压电源的设计和应用》可供从事开关电源开发、设计和生产的工程技术人员阅读，也可为高校电力电子技术、电气自动化技术等专业师生提供参考。

目录

第1章 绪论1
1.1 关于开关稳压电源1
1.2 开关电源的发展史2
1.3 开关电源的应用7
1.4 本书的基本结构8
参考文献9

第2章 PWM开关电路拓扑10
2.1 开关电源中申力电子电路的分类10
2.2 非隔离型DCDC变换电路11
2.2.1 降压（Buck）型电路12
2.2.2 升压（Boost）型电路17
2.2.3 升降压（BuckBoost）型电路22
2.2.4 丘克（Cuk）型电路25
2.2.5 Sepic型电路27
2.2.6 Zeta型电路28
2.3 隔离型电路30
2.3.1 正激型电路30
2.3.2 反激型电路34
2.3.3 半桥电路36
2.3.4 全桥型电路40
2.3.5 推挽型电路43
2.4 整流电路47
2.4.1 全桥整流电路47
2.4.2 全波整流电路48
2.4.3 倍流整流电路48
2.4.4 同步整流技术51
2.5 回馈型电路53
2.5.1 非隔离回馈型电路53
2.5.2 隔离回馈型电路55
2.6 小结56
参考文献56

第3章 软开关技术57
3.1 软开关的基本概念57
3.1.1 硬开关与软开关57
3.1.2 零电压开关与零电流开关59
3.2 软开关电路的分类59
3.2.1 准谐振电路59
3.2.2 零电压开关PWM电路和零电流开关PWM电路60
3.2.3 零电压转换PWM电路和零电流转换PWM电路61
3.3 典型的软开关电路61
3.3.1 零电压准谐振电路61
3.3.2 移相全桥型零电压开关PWM电路64
3.3.3 有源箝位正激型电路68
3.3.4 零电压转换PWM电路71
3.3.5 不对称半桥型电路72
3.3.6 软开关PWM三电平直流变换器73
3.4 谐振变换电路的原理及分类75
3.5 典型的谐振变换电路76
3.5.1 串联谐振电路76
3.5.2 并联谐振电路78
3.5.3 串并联谐振电路81
3.6 小结85
参考文献85

第4章 开关电源控制系统的原理87
4.1 开关电路的建模87
4.1.1 理想开关模型88
4.1.2 状态空间平均模型89
4.1.3 小信号模型90
4.2 系统的传递函数92
4.2.1 开关电路92
4.2.2 PWM比较器96
4.2.3 调节器96
4.3 基于小信号模型的分析方法97
4.3.1 系统的稳定性97
4.3.2 动态指标100
4.4 电压模式控制和电流模式控制101
4.4.1 电压模式控制102
4.4.2 峰值电流模式控制103
4.4.3 平均电流模式控制108
4.5 并机均流控制的原理109
4.6 小结113
参考文献113

第5章 常用电力电子器件115
5.1 二极管115
5.2 电力MOSFET119
5.2.1 结构和工作原理119
5.2.2 主要参数122
5.2.3 新型MOSFET器件简介123
5.3 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)124
5.3.1 结构与工作原理124
5.3.2 主要参数126
5.3.3 IGBT的发展及新型结构工艺简介126
5.4 MOSFET及IGBT的驱动及保护128
5.4.1 MOSFET及IGBT的驱动128
5.4.2 MOSFET及IGBT的保护132
5.5 功率模块与功率集成电路134
5.6 小结136
参考文献137

第6章 无源器件138
6.1 常用电容器及选型138
6.1.1 电容器的主要参数138
6.1.2 电解电容器140
6.1.3 有机薄膜电容器143
6.1.4 瓷介电容器143
6.2 电感及变压器144
6.2.1 常用的软磁材料144
6.2.2 电感148
6.2.3 变压器152
6.3 小结155
参考文献156

第7章 功率电路的设计157
7.1 开关电源的主要技术指标及分析157
7.1.1 输入参数157
7.1.2 输出参数158
7.1.3 电磁兼容性能指标160
7.1.4 其他指标161
7.2 主电路设计162
7.2.1 主电路的选型162
7.2.2 硬开关与软开关电路的选择162
7.2.3 正激、推挽、半桥和全桥型电路的主电路元器件参数的计算163
7.2.4 反激型电路的主电路元器件参数的确定169
7.3 热设计和结构设计172
7.3.1 开关元件的热设计172
7.3.2 变压器和电抗器的热设计173
7.3.3 机箱结构的设计175
7.4 小结175
参考文献176

第8章 控制电路的设计177
8.1 电压模式控制电路的设计177
8.1.1 电压调节器的结构形式177
8.1.2 电

前言/序言

《开关稳压电源的设计和应用》是电力电子新技术系列图书中的一册，主要介绍开关稳压电源的基本原理、设计方法及应用。 

开关稳压电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天、军事以及家电等领域应用非常广泛的一种电力电子装置，以其内部的电力电子器件工作于高频开关状态而得名，其输出电压被控制为恒定或可调值，是目前电源的主要类型。通过改变其控制方式也可实现稳流输出。这两类电源通常简称为开关电源，它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等多方面的优点，在小功率范围内基本取代了线性调整电源，并迅速向中大功率范围推进，在很大程度上取代了晶闸管相控整流电源。可以说，开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置的主流技术。根据应用领域和功率等级的不同，开关电源的电路结构种类繁多，控制方法灵活多样，新器件、新拓扑不断推出。在其工程设计中包括主电路、控制电路、传热、结构、电磁兼容等多方面的内容，因此开关电源的拓扑选型及设计工作较为繁琐，难度大。国内目前仍然以工程经验和仿制为主进行设计，其缺点是缺少深入的理论基础，不能根据具体的应用实现最合理的设计，往往造成设计裕量过大或不足，设计过程中对产品工作状况和实际性能的预见性较差，经常出现样机试制不成功而反复修改设计的情况，造成时间和经费的浪费。 　　

究其原因，设计工作不是设计实例的简单模仿和设计资料的拼凑，而是在理解基本原理基础之上的再创造，因此应该在深入理解开关电源的电路、控制等问题的基本原理的基础之上，在设计原则的指导下，利用设计公式并遵循一定的设计方法进行设计。本书正是按照这一思路安排内容，并试图引导读者遵循这一步骤进行设计。希望能够藉此提高开关电源设计工作的正确性、合理性和规范性，提高设计的水平和质量，从而最终提高产品的质量，并且解决仿制带来的知识产权问题。