作者：张卫平
页数：232
出版社：机械工业出版社
出版日期：2021
ISBN：9787111682035
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书为普通高等教育“‘十三五’国家重点出版物出版规划项目”，系统论述了开关电源的基本原理、基本方法、基本建模技术与仿真技术等。主要内容包括：开关变换器、功率开关器件的应用基础、基本的开关变换电路、隔离变换器、开关变换器的低频小信号模型、直流变换器控制器设计、Psim仿真技术、磁性器件设计、PFC电路及其EMC。 全书贯彻“学以致用”“用电学基础理论与先进技术提升我国电源产业竞争力”的治学理念，采用了深入浅出、由简到繁、循序渐进的方法，介绍的理论体系较为完善，能够引导学生及工程技术人员系统地学习开关电源的相关知识。 本书可作为高等工科院校自动化专业、电子信息工程专业、电气工程及其自动化专业以及其他相关专业的本科生、研究生教材，也可作为以电力电子技术为基础的工程技术人员和研究人员的参考书和工具书。
本书特色
本书系统论述了开关电源的基本原理、基本方法、基本建模技术与仿真技术等
目录
序
前言
第1章开关变换器1
11简介1
12开关电源基本工作原理2
121线性电源基本工作原理2
122引入开关思想的钨丝灯开关调光
电路4
123开关变换器的原理模型5
13开关电源的原理模型5
14PWM的基本工作原理与常用控制
芯片7
141PWM的基本工作原理7
142UC3842/3A的内部结构7
143UC3842/3A的峰值电流工作原理9
144双端输出控制芯片SG352510
145谐振模式电源控制芯片UC386113
习题16
第2章功率开关器件的应用基础17
21功率二极管17
211功率二极管的工作原理17
212反向恢复特性18
213电路运行条件对功率二极管的
影响19
22Si功率场效应晶体管（Power
MOSFET）20
221结构与工作原理20
222功率场效应晶体管的静态特性21
223电路运行条件对Ron的影响22
224电路运行条件对安全工作区的
影响23
225结温对电流转移特性的影响24
23Si功率场效应晶体管的驱动技术25
231驱动电路的基础知识25
232驱动电路的要求26
233低压模块电源的驱动电路设计27
234变压器隔离的典型驱动电路28
235集成驱动电路IR211X28
236DSP控制的空间隔离驱动芯片31
237DSP驱动电路空间布局的理想
模型33
24SiC 材料及功率二极管34
241第三代功率半导体材料的物理
特性34
242SiC 功率二极管35
25SiC功率场效应晶体管37
251SiC 功率场效应晶体管的结构与
特征37
252SiC睲OSFET转移特性38
253SiC睲OSFET输出特性39
254SiC睲OSFET驱动电路应考虑的
问题41
26氮化镓（GaN）晶体管41
261二维电子气（2DEG）的导电
原理42
262GaN E睭EMT的结构与工作
原理42
263GaN E睭EMT的主要参数44
264GaN E睭EMT与SiC睲OSFET的
比较45
习题46
第3章基本的开关变换电路47
31简介47
32Buck变换器47
321Buck变换器的降阶分析法48
322输出电压波形50
323断续模式51
33Boost变换器53
331开关变换器的时序波形分析53
332Boost变换器的原理54
34Buck睟oost变换器55
341Buck睟oost变换器的原理55
342开关变换器的直流变压器模型57
35双电感变换器59
351Cuk变换器59
352Sepic变换器61
353Zeta变换器63
习题64
第4章隔离变换器66
41开关电源简介66
42隔离变压器基础知识67
421高频变压器的模型67
422铁心带有气隙变压器的模型68
43正激变换器69
431单管正激变换器69
432双管正激变换器72
433同步整流技术73
44反激变换器76
441单管反激变换器76
442有源钳位反激变换器78
45推挽变换器81
46全桥变换器82
461基本全桥变换器82
462全桥变换器的移相控制84
47半桥变换器85
471基本半桥变换器85
472LLC谐振变换器86
习题89
目录开关电源技术第5章开关变换器的低频小信号
模型90
51开关电源的闭环控制概述90
52状态空间平均法91
521平均状态方程92
522平均状态方程的稳态解94
53开关网络的平均模型95
531Buck变换器的受控源模型95
532Buck变换器的低频交流小信号
模型96
54CCM型变换器的传递函数98
541Buck类变换器的传递函数98
542基本变换器的传递函数100
543调制器的传递函数102
55DCM型变换器的传递函数102
551Buck睟oost变换器的DCM平均
模型102
552Buck睟oost变换器的DCM小信号
模型104
553DCM型变换器的标准传递
函数105
习题106
第6章直流变换器控制器设计107
61控制对象的基础知识107
611伯德图107
612单极点控制对象107
613双极点控制对象110
614脉冲宽度调制器的模型114
62开关调节系统的基础知识115
621闭环反馈系统115
622反馈系统的相对稳定性116
623理想开环传递函数的幅频特性116
624开关调节系统的通用模型117
625常用控制器简介119
63CCM型Buck变换器的电压控制器
设计119
631频域设计的主要思想119
632忽略ESR的Buck变换器的闭环
设计120
633考虑输出电容ESR影响的CCM型
Buck变换器的闭环设计125
64单极点控制对象的电压控制器设计129
641电压控制器设计的基本步骤129
642闭环反激变换器的控制设计131
习题134
第7章Psim仿真技术135
71Psim的基本情况135
711Psim整体简介135
712Psim入门知识136
713Psim小结138
72开关变换器的瞬态仿真技术138
721Buck 变换器开关过程仿真138
722启动过程的冲击现象140
723Flyback变换器的仿真实例141
73开关电源平均模型仿真技术142
731Buck变换器的平均模型143
732正激变换器的平均模型145
733变压器模型147
734Flyback变换器的平均模型147
74数字控制的仿真技术149
741连续时域系统的仿真技术149
742大功率复杂开关电源系统简介151
743两种典型离散化方法152
744离散时域系统的仿真技术153
75采样驳骼淼缏155
751A/D的频谱混叠现象155
752采样驳骼淼缏返睦硐肽Ｐ157
76开关变换器数值建模159
761仿真数值建模方法159
762开关电源环路增益的仿真方法163
77控制器的智能设计166
771选择控制对象166
772确定采样网络167
773选择控制器的类型169
774设计穿越频率和相位裕度171
775系统优化与验证173
习题175
第8章磁性器件设计176
81磁性器件的基础知识176
811铁心的磁特性及其工作状态176
812磁性材料常用的磁性能参数178
813功率变换器中常用铁心材料的
性能及选用179
82功率变压器的设计183
821功率变压器设计中应考虑的一般
问题183
822全桥式变换器中变压器的设计187
823单端正激式变换器中变压器的
设计190
83功率电感的设计192
831输出滤波电感的设计193
832单端反激式变换器中变压器的
设计194
833使用环形粉心类铁心设计电感197
84小结200
习题200
第9章PFC电路及其EMC202
91PFC电路概述202
911整流电路的理想模型202
912传统整流电路存在的问题204
913IEC 6100032D类谐波标准204
92有源PFC电路205
921有源PFC电路的拓扑结构205
922APFC电路的工作原理205
923APFC电路的控制原理207
93典型CCM睞PFC电路209
931UC3854控制APFC电路的工作
原理209
932平均电流控制的环路设计212
933APFC电路电压环设计215
94临界模式的APFC电路217
941L6561介绍217
942临界模式Boost睵FC的工作
原理219
95开关变换器的EMC技术及降噪声
处理方法220
951EMC简介221
952常用EMC技术221
953开关变换器的降噪声处理223
习题225
附录227
附录A功率锰锌铁氧体材料牌号
对应表227
附录B高导锰锌铁氧体材料牌号
对应表229
附录C镍锌铁氧体材料牌号对应表230
参考文献232
前言
第1章开关变换器1
11简介1
12开关电源基本工作原理2
121线性电源基本工作原理2
122引入开关思想的钨丝灯开关调光
电路4
123开关变换器的原理模型5
13开关电源的原理模型5
14PWM的基本工作原理与常用控制
芯片7
141PWM的基本工作原理7
142UC3842/3A的内部结构7
143UC3842/3A的峰值电流工作原理9
144双端输出控制芯片SG352510
145谐振模式电源控制芯片UC386113
习题16
第2章功率开关器件的应用基础17
21功率二极管17
211功率二极管的工作原理17
212反向恢复特性18
213电路运行条件对功率二极管的
影响19
22Si功率场效应晶体管（Power
MOSFET）20
221结构与工作原理20
222功率场效应晶体管的静态特性21
223电路运行条件对Ron的影响22
224电路运行条件对安全工作区的
影响23
225结温对电流转移特性的影响24
23Si功率场效应晶体管的驱动技术25
231驱动电路的基础知识25
232驱动电路的要求26
233低压模块电源的驱动电路设计27
234变压器隔离的典型驱动电路28
235集成驱动电路IR211X28
236DSP控制的空间隔离驱动芯片31
237DSP驱动电路空间布局的理想
模型33
24SiC 材料及功率二极管34
241第三代功率半导体材料的物理
特性34
242SiC 功率二极管35
25SiC功率场效应晶体管37
251SiC 功率场效应晶体管的结构与
特征37
252SiC睲OSFET转移特性38
253SiC睲OSFET输出特性39
254SiC睲OSFET驱动电路应考虑的
问题41
26氮化镓（GaN）晶体管41
261二维电子气（2DEG）的导电
原理42
262GaN E睭EMT的结构与工作
原理42
263GaN E睭EMT的主要参数44
264GaN E睭EMT与SiC睲OSFET的
比较45
习题46
第3章基本的开关变换电路47
31简介47
32Buck变换器47
321Buck变换器的降阶分析法48
322输出电压波形50
323断续模式51
33Boost变换器53
331开关变换器的时序波形分析53
332Boost变换器的原理54
34Buck睟oost变换器55
341Buck睟oost变换器的原理55
342开关变换器的直流变压器模型57
35双电感变换器59
351Cuk变换器59
352Sepic变换器61
353Zeta变换器63
习题64
第4章隔离变换器66
41开关电源简介66
42隔离变压器基础知识67
421高频变压器的模型67
422铁心带有气隙变压器的模型68
43正激变换器69
431单管正激变换器69
432双管正激变换器72
433同步整流技术73
44反激变换器76
441单管反激变换器76
442有源钳位反激变换器78
45推挽变换器81
46全桥变换器82
461基本全桥变换器82
462全桥变换器的移相控制84
47半桥变换器85
471基本半桥变换器85
472LLC谐振变换器86
习题89
目录开关电源技术第5章开关变换器的低频小信号
模型90
51开关电源的闭环控制概述90
52状态空间平均法91
521平均状态方程92
522平均状态方程的稳态解94
53开关网络的平均模型95
531Buck变换器的受控源模型95
532Buck变换器的低频交流小信号
模型96
54CCM型变换器的传递函数98
541Buck类变换器的传递函数98
542基本变换器的传递函数100
543调制器的传递函数102
55DCM型变换器的传递函数102
551Buck睟oost变换器的DCM平均
模型102
552Buck睟oost变换器的DCM小信号
模型104
553DCM型变换器的标准传递
函数105
习题106
第6章直流变换器控制器设计107
61控制对象的基础知识107
611伯德图107
612单极点控制对象107
613双极点控制对象110
614脉冲宽度调制器的模型114
62开关调节系统的基础知识115
621闭环反馈系统115
622反馈系统的相对稳定性116
623理想开环传递函数的幅频特性116
624开关调节系统的通用模型117
625常用控制器简介119
63CCM型Buck变换器的电压控制器
设计119
631频域设计的主要思想119
632忽略ESR的Buck变换器的闭环
设计120
633考虑输出电容ESR影响的CCM型
Buck变换器的闭环设计125
64单极点控制对象的电压控制器设计129
641电压控制器设计的基本步骤129
642闭环反激变换器的控制设计131
习题134
第7章Psim仿真技术135
71Psim的基本情况135
711Psim整体简介135
712Psim入门知识136
713Psim小结138
72开关变换器的瞬态仿真技术138
721Buck 变换器开关过程仿真138
722启动过程的冲击现象140
723Flyback变换器的仿真实例141
73开关电源平均模型仿真技术142
731Buck变换器的平均模型143
732正激变换器的平均模型145
733变压器模型147
734Flyback变换器的平均模型147
74数字控制的仿真技术149
741连续时域系统的仿真技术149
742大功率复杂开关电源系统简介151
743两种典型离散化方法152
744离散时域系统的仿真技术153
75采样驳骼淼缏155
751A/D的频谱混叠现象155
752采样驳骼淼缏返睦硐肽Ｐ157
76开关变换器数值建模159
761仿真数值建模方法159
762开关电源环路增益的仿真方法163
77控制器的智能设计166
771选择控制对象166
772确定采样网络167
773选择控制器的类型169
774设计穿越频率和相位裕度171
775系统优化与验证173
习题175
第8章磁性器件设计176
81磁性器件的基础知识176
811铁心的磁特性及其工作状态176
812磁性材料常用的磁性能参数178
813功率变换器中常用铁心材料的
性能及选用179
82功率变压器的设计183
821功率变压器设计中应考虑的一般
问题183
822全桥式变换器中变压器的设计187
823单端正激式变换器中变压器的
设计190
83功率电感的设计192
831输出滤波电感的设计193
832单端反激式变换器中变压器的
设计194
833使用环形粉心类铁心设计电感197
84小结200
习题200
第9章PFC电路及其EMC202
91PFC电路概述202
911整流电路的理想模型202
912传统整流电路存在的问题204
913IEC 6100032D类谐波标准204
92有源PFC电路205
921有源PFC电路的拓扑结构205
922APFC电路的工作原理205
923APFC电路的控制原理207
93典型CCM睞PFC电路209
931UC3854控制APFC电路的工作
原理209
932平均电流控制的环路设计212
933APFC电路电压环设计215
94临界模式的APFC电路217
941L6561介绍217
942临界模式Boost睵FC的工作
原理219
95开关变换器的EMC技术及降噪声
处理方法220
951EMC简介221
952常用EMC技术221
953开关变换器的降噪声处理223
习题225
附录227
附录A功率锰锌铁氧体材料牌号
对应表227
附录B高导锰锌铁氧体材料牌号
对应表229
附录C镍锌铁氧体材料牌号对应表230
参考文献232
