内容简介

　　《精通开关电源设计(第2版)》基于作者多年从事开关电源设计的经验，从分析开关变换器的最基本器件——电感的原理入手，由浅入深系统地论述了宽输入电压DC-DC变换器(含离线式、反激电源)及其磁性元件设计、功率器件选择和损耗计算、印制电路板布线技术、三种主要拓扑在电压/电流模式下的控制环稳定性，以及开关电源电磁干扰(EMI)理论和实践等。书中还解答了变换器拓扑的常见问题，讨论了开关电源设计实例、工业经验和难点对策等。
　　《精通开关电源设计(第2版)》不仅可作为各层次开关电源工程技术人员的教材，也可供开关电源设计人员和高校相关专业师生参考。

经常书评

“本书作者是非常罕见的兼具丰富设计经验和写作才能的开关电源专家，我是他的铁杆粉丝，相信你读过这本书后，也会和我一样粉上他。”
——Stephan Ohr，Planet Analog网站前主编

“开关电源设计的宝书，公司员工人手一册。我们公司能够走到今天，可以说这本书功不可没。”
——Dipark Gleason，开关电源公司创始人

目录

第1章　开关功率变换原理　1
1．1　引言　1
1．2　概述和基本术语　2
1．2．1　效率　2
1．2．2　线性调整器　4
1．2．3　利用开关器件提高效率　5
1．2．4　半导体开关器件的基本类型　6
1．2．5　半导体开关器件并非理想器件　6
1．2．6　利用电抗元件提高效率　7
1．2．7　早期RC型开关调整器　8
1．2．8　LC型开关调整器　8
1．2．9　寄生参数的影响　9
1．2．10　高频开关时的问题　10
1．2．11　可靠性、使用寿命和热管理　11
1．2．12　应力降额　12
1．2．13　技术进展　12
1．3　电感　13
1．3．1　电容、电感和电压、电流　13
1．3．2　电感和电容的充放电电路　13
1．3．3　能量守恒定律　14
1．3．4　充电阶段和感应电压概念　15
1．3．5　串联电阻对时间常数的影响　16
1．3．6　R=0时的电感充电电路和电感方程　17
1．3．7　对偶原理　18
1．3．8　电容方程　19
1．3．9　电感放电阶段　19
1．3．10　反激能量和续流电流　20
1．3．11　电流必须连续，但其变化率未必　20
1．3．12　电压反向现象　20
1．3．13　功率变换中的稳态及其不同工作模式　21
1．3．14　伏秒定律、电感复位和变换器的占空比　24
1．3．15　半导体开关器件的使用和保护　25
1．4　开关拓扑的演变　27
1．4．1　通过二极管续流控制感应电压尖峰　27
1．4．2　达到稳态并获得有用能量　28
1．4．3　升降压变换器　29
1．4．4　电路的地参考点　30
1．4．5　升降压变换器结构　30
1．4．6　交换结点　31
1．4．7　升降压变换器分析　31
1．4．8　升降压变换器特性　32
1．4．9　为什么仅有三种基本拓扑　33
1．4．10　升压拓扑　34
1．4．11　降压拓扑　37
1．4．12　高级变换器设计　38

第2章　DC-DC变换器及其磁性元件设计　39
2．1　直流传递函数　40
2．2　电感电流波形中的直流分量和交流纹波　40
2．3　交流电流、直流电流和峰值电流的定义　42
2．4　理解交流、直流和峰值电流　44
2．5　定义“最恶劣”输入电压　45
2．6　电流纹波率r　47
2．7　r与电感值的关系　47
2．8　r的最优值　48
2．9　是电感尺寸，还是电感值　49
2．10　负载电流对电感值和电感尺寸的影响　50
2．11　供应商如何标定成品电感的额定电流，以及如何选择电感　50
2．12　给定应用中需要考虑的电感电流额定值　51
2．13　电流限制的范围和容限　53
2．14　实例(1)　55
2．14．1　设置r值时，对电流限制的考虑　56
2．14．2　r值固定时，对连续导通模式的考虑　57
2．14．3　使用低等效串联电阻的电容时，r值应设为大于0．4　58
2．14．4　设置r值以避免器件特殊性带来的问题　59
2．14．5　设置r值以避免次谐波振荡　60
2．14．6　使用L×I和负载缩放法快速选择电感　63
2．15　实例(2、3和4)　63
2．15．1　强迫连续导通模式下的电流纹波率r　64
2．15．2　基本磁定义　65
2．16　实例(5)不增加匝数　67
2．16．1　磁场纹波系数　68
2．16．2　用伏秒积来分析电压型方程(MKS单位制)　68
2．16．3　CGS单位制　68
2．16．4　用伏秒积来分析电压型方程(CGS单位制)　69
2．16．5　磁芯损耗　69
2．17　实例(6)特定应用中成品电感的特性　70
2．17．1　评估需求　70
2．17．2　电流纹波率　72
2．17．3　峰值电流　72
2．17．4　磁通密度　73
2．17．5　铜损　73
2．17．6　磁芯损耗　74
2．17．7　DC-DC变换器设计和磁性元件　74
2．17．8　温升　74
2．18　其他极限应力计算及其选择标准　75
2．18．1　最大磁芯损耗　75
2．18．2　最大二极管损耗　76
2．18．3　一般二极管选择步骤　76
2．18．4　最大开关损耗　77
2．18．5　一般开关管选择步骤　78
2．18．6　最大输出电容损耗　78
2．18．7　一般输出电容选择步骤　78
2．18．8　最大输入电容损耗　79
2．18．9　一般输入电容选择步骤　80

第3章　离线式变换器及其磁性元件设计　81
3．1　反激变换器的磁性元件　81
3．1．1　变压器绕组的极性　81
3．1．2　反激变换器的变压器功能及其占空比　83
3．1．3　等效升降压变换器模型　85
3．1．4　反激变换器的电流纹波率　86
3．1．5　漏感　87
3．1．6　稳压管钳位损耗　87
3．1．7　副边侧漏感也影响原边侧　87
3．1．8　测量有效的原边侧漏感　88
3．1．9　实例(7)反激变压器设计　88
3．1．10　选择线规和铜箔厚度　93
3．2　正激变换器的磁

试读

前言/序言

译　者　序

近年来，国内作者编写的开关电源书籍层出不穷，各大出版社争相引进的国外译本也有很多，令人目不暇接，难以选择。但其中图灵电子与电气工程丛书精选国外畅销的开关电源书籍加以编译，是该类图书中的精品系列。这也是译者欣然接手本书翻译工作的原因。

本书虽然是《精通开关电源设计》的第2版，但与前一版相比，至少增加了1/3以上的内容。原书作者具有丰富的开关电源工程设计经验和独到的见解，这些都在本书中得到了充分的体现。因此，本书适合具有基本的电力电子基础知识，对学习开关电源知识有浓厚兴趣的学生，以及急于提高自身理论功底和实用技能的开关电源工程师使用。

本书中，作者并没有面面俱到地介绍所有开关电源拓扑，而是仅选取最基本、最具有代表性的3种基本拓扑（升压、降压和升降压）做深入分析。这使得作者有精力与篇幅去介绍更为精细的开关电源设计方法，达到了以点带面的效果。作者由开关电源中最重要也是最难理解的元件——电感入手，系统介绍了3种基本拓扑演变、磁性元件设计、功率器件选择和损耗计算、印制电路板设计、反馈环路设计、前级电路设计以及开关电源的电磁干扰问题等内容，并结合设计实例做了深入分析。

本书第1章到第4章与前一版内容基本一致，前一版第5章变成本书第8章，前一版第6章变成本书第10章，前一版第7章变成本书第12章，前一版第8章到第14章内容作者已经重新编写成本书第15章到第18章。虽然上述内容与前一版多有重复，但是为了保证本书译文风格统一，我们还是在听取前一版读者评论的基础上，对全书内容重新进行了翻译。然而前一版译本显然是本书最好的参考资料，因此我们在此向前一版译者的辛勤工作致以由衷的敬意！

北京交通大学电气工程学院研究生程鹏天（第2章）、杜秀（第3章和第7章）、周向阳（第4章）、李晓萍（第5章、第10章、第15章、第16章和第19章）、吕超（第6章、第12章和第14章）和白娇娇（第8章、第9章和第13章）参加了部分章节的初译工作，研究生李晶、邓红霞参加了全书的校译工作。我在此对他们的帮助表示衷心的感谢！此外，感谢人民邮电出版社图灵公司的编辑对本书译稿所做的严格而细致的工作！

我们深知读者对科技译文的要求越来越高，虽然始终秉承“信、达、雅”的翻译理念，历时7个多月的高强度工作，数易其稿，然而水平和经验着实有限，敬请读者批评指正。