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正版现货 精通开关电源(第3版·修订版) 电子电路书 提升培训家装照明从入门到精通 结构设计原理教材书 开关电源电路电子设计教程
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  • 商品分类:家装设计培训
  • 商品所在地:福建 福州
  • 商品来源:天猫
  • 发布时间:2018-09-03 06:04:36
商品详细信息 -

正版现货 精通开关电源(第3版·修订版) 电子电路书 提升培训家装照明从入门到精通 结构设计原理教材书 开关电源电路电子设计教程

 

基本信息

 

书名:精通开关电源(第3版·修订版)

 

定价:119.00元

 

作者:[美]KeithBillings TaylorMorey

 

出版社:人民邮电出版社

 

出版日期:2017-08-01

 

ISBN:9787115458117

 

页码:601

 

版次:1

 

装帧:平装

 

开本:16开

 

商品重量:0.5kg

 

 

前言

 

KeithBillings在20多年前就意识到许多工程师希望出版一本开关电源方面的通用手册,于是编写了本书第1版。本书实用性强,通俗易懂,包含了当今许多常用的技术,同时也介绍了最新的发展动态。作者将以往学生和初级工程师在学习此门课程中最为关心的问题进行了综合,并根据自己在处理这些问题中积累的经验,通过一些简单易懂的设计实例,对该主题进行了最为直接的讨论,书中所列举的例子不需读者事先具备相关的知识。本书还详细介绍了绕线元件的设计,绕线元件直接关系着系统的性能,不过并不太容易理解。在第3版中,作者继续采用前两版中广受欢迎的易于接受、非学术性、将简单理论和数学分析相结合的编写风格,为了简单起见,还在完全严格的书写方式上作出了取舍。因此,最新版理应再次得到包括学生、初级工程师、感兴趣的非专业使用者和专业电源工程师在内的广大读者的青睐。

 

新版既有简单的系统说明(包括典型的规格和性能参数),也有最终元件、散热以及电路设计和评估,还包括谐振与准谐振系统、高效率大容量移相调制变换器等新的内容。同前两版一样,为了简化设计,本书在很多情况下使用了诺模图,其中很多方法是由作者本人在使用诺模图时改进的。一些更深层次的理论包含在附录中,想进一步深入了解的读者可以查阅附录和书后参考文献所列的一些优秀的专业图书和论文。

 

自20世纪70年代以来,开关电源应用设计从最初的被人们所忽视的“秘技暠发展成了一门精确的工程科学。电子元件缩微化和太空探索的迅猛发展使得对小而高效的电源处理设备的需求不断增加。最近几年,这种需求已经引起了许多全球最卓越的电子工程师的关注。随着研究和发展的深入,现在已经出现了很多创新,拓扑也随之愈加复杂。

 

到目前为止,还没有哪个单一的“理想系统暠能满足所有的需要。每一种拓扑都会有相应的优缺点,对于特定的应用,为了确定其最优的方法,电源设计者需要具备相应的技能和经验,能够找出最合适的拓扑结构的规格需求。

 

现代开关电源在更复杂的处理系统中只占相当小的部分,因此,除了提供电器元件所必需的电压和电流外,开关电源还提供了其他一些辅助的功能,例如电源良好信号(显示当前输出均在其指定的范围内)、电源故障报警信号(提供高级的电源故障报警)和温度过高时的保护功能(当系统温度过高时,此功能将会停止系统的工作进程以避免造成损坏)。此外,开关电源能根据外部信号进行开关转换。限压和限流电路将会保护电源,使其避免在故障条件下工作。对于敏感负载要使用过压保护,在某些特殊的应用中,要使开关频率与外部时钟频率同步。因此,电源设计人员必须理解并有能力满足许多相关的要求。

 

为了更加有效地利用或规定一个现代电源处理系统,用户应熟悉一些可用方法的优缺点。根据这些信息,系统工程师规定电源的规格要求,以便设计出能满足要求而且最具经济效益和可靠性的系统。通常,规定中的一个很小的变化或者电源分配系统的重新安排都会使得电源设计者设计出更可靠和更经济的系统,以满足用户的需求,因此为了得到最经济、最可靠的设计方案,电源系统的规格要求应由电源设计人员和用户相互交流共同规定。

 

很多情况下,电源规格要求中有一些生硬的且通常是人为规定的适用范围和使用局限性。这些不切实际的规定导致过于严格死板的规格和随之而来的设计过于复杂的电源。这会陆续带来高成本、高复杂性和低可靠性等一系列问题。用户要甩开这些不切实际的规格,真正理解开关电源的优缺点,才能在依照电源要求去规定和获取可靠性强、经济效益高的解决方案时更加得心应手。

 

本书分为如下4个部分。

 

第一部分简明地讨论了对于直接工作在交流电源上的任何电源现在已经普遍需要满足的要求,详细介绍了一些常用方法的具体内容,并结合典型的应用实例重点强调了这些方法各自的优缺点。最新版扩展了第23章,增加的内容为电流型自激振荡谐振式正弦波逆变器,适合为大型系统提供相互隔离的多路辅助电源。线性预调节器能提供超低噪声半稳定输出,还具有限流功能,为了实现低系统噪声,采用了正弦波功率分布。

 

第二部分涉及在一些著名变换器电路中功率器件以及变压器设计的选用问题。主要为了帮助工程师在最短时间内,高效地对传统原型进行研究。本部分所提供的例子、信息和设计理论通俗易懂,读者在掌握这些内容后,就具有了对更实用的开关电源进行初始设计的能力。然而,如果想达到真正的最优设计,读者还必须掌握第三部分中更多的专业知识以及书后参考文献中的相关知识。

 

第三部分介绍开关系统更通用的工程设计要求,例如变压器设计、扼流圈设计、输入滤波器、射频干扰控制、缓冲电路及热设计等。

 

第四部分介绍了几个精选的设计方案,电源设计专家也许会更有兴趣。

 

第一个方案是有源功率因数校正系统的设计。供电行业越来越关注由未校正的电器设备(尤其是荧光照明用镇流器)所带来的不断增加的谐波分量。有源功率因数校正对于电源设计者来说仍然是一项比较新的任务。由于升压拓扑结构的动态特性和它在高低频率上的要求,其波形很难显示,且设计功率电感也是相当困难的一项任务。这部分内容有助于帮助读者揭开这一领域的神秘面纱。

 

在绝大多数的开关电源里,绕线元件控制着整个系统的效率和性质。只有输入输出绕组耦合较好且其漏电感较小,开关元件的工作效率才能高。电源设计者不但要把握好绕线元件,还需要具备相当的知识和技巧,才能够解决实际工程方面的问题。因此,作者集中地论述了绕线元件,且提供了许多可行的例子。如果想在这一关键领域里有所作为,读者应该参考第三部分中所罗列的较为严格的变压器设计方法和书后参考文献中的相关知识。

 

谐振和准谐振变换器的进展使这种有前景的技术受到越来越多的关注。本书通过谐振式荧光灯镇流器的设计全面审视了全谐振技术的优缺点。其原理适用于多种其他全谐振系统。接着,为了说明准谐振系统的原理,介绍了一台大功率全桥变换器的设计过程,准谐振技术和移相调制技术用于其中以实现超高频率和低噪声。该部分包括变换器在一个开关周期内每个工作阶段的逐步分析。

 

在第4章和第5章,TaylorMorey将介绍用MOSFET构成的电流型自激振荡全谐振逆变器。这种电路的优点是具有接近理想的零电压转换特性,输出无谐波的高纯度波形。他还将介绍用运算跨导放大器实现的变频正弦波振荡器,用手动调节或电扫描的方法可以使频率在毫赫兹到几十万赫兹范围内变化。

 

最近几年这门学科迅猛发展,区区一本书难以涵盖所有的内容。读者可以参阅参考文献中列出的相关书籍和论文,了解超出本书范围的内容以拓展知识面。希望这本最新版至少可以部分地充当开关电源领域的通用手册。

 

致谢

 

没有人是孤立存在的。我们的进步不仅仅是自己努力的结果,也是我们利用周围人的成果和站在前人肩上的结果。为此本书中列出了许多参考文献,我要感谢它们的作者。在这里我要强调的是,还有许许多多的参考文献应该列举出来,但查询知识点的出处确实是一件艰巨的工作,对此遗漏我深表歉意。

 

我要感谢对本书第3版做出贡献的人员,特别感谢我工程上的同事和合著者TaylorMorey,他用了大量的时间仔细校对了新稿和其中的计算,并且撰写了新版第四部分的第4章和第5章。感谢Unitrode公司和LloydH.Dixon,Jr.,允许我们使用他在“右半平面零点暠方面的研究成果。感谢德州仪器公司允许我们使用其应用资料。感谢McGraw灢Hill公司的编辑和员工,他们为本书的出版做了大量的工作。

 

KeithBillings

 

目录

 

 

第一部分 常用离线开关电源的 

功能和基本要求 

第1章 基本要求概述 1 

1.1 导论 1 

1.2 输入瞬变电压保护 1 

1.3 电磁兼容性 2 

1.4 差模噪声 2 

1.5 共模噪声 2 

1.6 静电屏蔽 2 

1.7 输入熔断器的选择 2 

1.8 交流电整流与电容输入滤波器 3 

1.9 浪涌限制 3 

1.10 启动方法 4 

1.11 软启动 4 

1.12 防止启动过电压 4 

1.13 输出过电压保护 4 

1.14 输出欠电压保护 5 

1.15 过载保护(输入功率限制) 5 

1.16 输出限流 5 

1.17 高压双极型晶体管基极驱动要求 5 

1.18 比例驱动电路 5 

1.19 抗饱和技术 5 

1.20 缓冲器网络 6 

1.21 直通 6 

1.22 输出滤波,共模噪声和输入输出隔离 6 

1.23 供电故障信号 6 

1.24 供电正常信号 7 

1.25 双输入电压供电运行方式 7 

1.26 供电维持时间 7 

1.27 同步 8 

1.28 外部禁止方式 8 

1.29 强制均流 8 

1.30 远程取样 8 

1.31 P端连接 9 

1.32 低压禁止 9 

1.33 电压和电流的限制值调节 9 

1.34 考虑安全标准要求 10 

第2章 交流电力线的浪涌保护 11 

2.1 导论 11 

2.2 位置类别 11 

2.3 浪涌发生的概率 12 

2.4 浪涌电压波形 13 

2.5 瞬变抑制器件 14 

2.6 金属氧化物压敏电阻 14 

2.7 瞬变保护二极管 15 

2.8 充气浪涌放电器 16 

2.9 交流滤波器和瞬变抑制器的组合使用 17 

2.10 A类别瞬变抑制滤波器 18 

2.11 B类别瞬变抑制滤波器 18 

2.12 完全瞬变保护的状况 19 

2.13 接地电压的电震应力的原因 20 

2.14 习题 20 

第3章 开关电源的电磁干扰 21 

3.1 导论 21 

3.2 EMI/RFI传播模式 21 

3.3 输电线传导型干扰 21 

3.4 安全标准(接地电流) 23 

3.5 输电线滤波器 23 

3.6 在干扰源抑制EMI 24 

3.7 实例 26 

3.8 线路阻抗稳定网络 27 

3.9 线路滤波器设计 27 

3.10 共模线路滤波电感 28 

3.11 共模线路滤波电感的设计实例 29 

3.12 串模电感 29 

3.13 习题 29 

第4章 静电屏蔽 31 

4.1 导论 31 

4.2 应用于开关设备的静电屏蔽 31 

4.3 变压器的静电屏蔽和安全屏蔽 32 

4.4 输出元件上的静电屏蔽 32 

4.5 减小有气隙变压器磁心的辐射型EMI 32 

4.6 习题 35 

第5章 熔断器选择 36 

5.1 导论 36 

5.2 熔断器参数 36 

5.3 熔断器的类型 37 

5.4 选择熔断器 38 

5.5 晶闸管过电压急剧保护熔断器 38 

5.6 变压器输入熔断器 38 

5.7 习题 38 

第6章 离线开关电源的整流与电容输入滤波 39 

6.1 导论 39 

6.2 典型的双电压电容输入滤波电路 39 

6.3 等效串联电阻Rs 40 

6.4 恒功率负载 41 

6.5 恒电流负载 41 

6.6 整流器与电容器的波形 41 

6.7 输入电流、电容纹波与峰值电流 42 

6.8 有效输入电流Ie 与功率因数 44 

6.9 选择浪涌抑制电阻 44 

6.10 电阻因数Rsf 44 

6.11 设计实例 44 

6.12 直流输出电压与整流电容输入滤波器的校准 45 

6.13 整流电容输入滤波器直流输出电压的计算实例 48 

6.14 选择储能或滤波电容的大小 48 

6.15 电力线路熔断器额定值的选择 51 

6.16 功率因数与效率的测量 51 

6.17 习题 52 

第7章 浪涌控制 53 

7.1 导论 53 

7.2 串联电阻 53 

7.3 热敏浪涌抑制 53 

7.4 有源抑制电路(双向三极晶闸管启动电路) 54 

7.5 习题 55 

第8章 启动方法 56 

8.1 导论 56 

8.2 无源耗能启动电路 56 

8.3 晶体管有源启动电路 57 

8.4 脉冲启动电路 58 

第9章 软启动与低压禁止 59 

9.1 导论 59 

9.2 软启动电路 59 

9.3 低压禁止 60 

9.4 习题 62 

第10章 接通电压过冲抑制 63 

10.1 导论 63 

10.2 开关电源接通电压过冲的典型原因 63 

10.3 防止过压 64 

10.4 习题 65 

第11章 过压保护 66 

11.1 导论 66 

11.2 过压保护的种类 66 

11.3 第一类:晶闸管过电压急剧保护 66 

11.4 过电压急剧保护的性能 69 

11.5 简单过电压急剧保护电路的局限性 69 

11.6 第二类:过压钳位技术 70 

11.7 采用晶闸管过电压急剧保护方式的过压钳位 71 

11.8 用于晶闸管过电压急剧保护过压保护电路的熔断器选择 72 

11.9 第三类:基于限压技术的过压保护 74 

11.10 习题 75 

第12章 欠压保护 76 

12.1 导论 76 

12.2 欠压抑制特性参数 76 

12.3 基本工作原理 76 

12.4 实际电路描述 79 

12.5 实际电路工作原理 80 

12.6 瞬态特性 80 

12.7 习题 80 

第13章 过载保护 81 

13.1 导论 81 

13.2 过载保护的类型 81 

13.3 类型1:超功率限制 81 

13.4 类型1形式A:原边超功率限制 81 

13.5 类型1形式B:超功率延时关断保护 82 

13.6 类型1形式C:逐个脉冲的超功率或过电流限制 82 

13.7 类型1形式D:恒功率限制 82 

13.8 类型1形式E:反激超功率限制 83 

13.9 类型2:输出恒流式限制 83 

13.10 类型3:用熔断器、限流电路或跳闸设备的过载保护 84 

13.11 习题 84 

第14章 折返输出限流 85 

14.1 导论 85 

14.2 折返限流的原理 85 

14.3 用于线性电源的折返限流电路的工作原理 85 

14.4 折返限流电源中的“锁定” 87 

14.5 具有交叉连接负载的折返锁定问题 89 

14.6 折返限流在开关电源中的应用 90 

14.7 习题 90 

第15章 高压双极型晶体管基极驱动的基本条件 91 

15.1 导论 91 

15.2 二次击穿 91 

15.3 不正确的关断驱动波形 91 

15.4 正确的关断波形 91 

15.5 正确的接通波形 92 

15.6 反非饱和驱动技术 92 

15.7 高压晶体管最佳的驱动电路 92 

15.8 习题 94 

第16章 双极型晶体管的比例驱动电路 95 

16.1 导论 95 

16.2 一个比例驱动电路的例子 95 

16.3 导通工作过程(比例驱动) 95 

16.4 关断工作过程(比例驱动) 95 

16.5 驱动变压器的恢复 96 

16.6 宽范围比例驱动电路 96 

16.7 导通工作过程(宽范围比例驱动电路) 97 

16.8 关断工作过程(宽范围比例驱动电路) 97 

16.9 带有高压晶体管的比例驱动 98 

16.10 习题 98 

第17章 高压晶体管的抗饱和技术 99 

17.1 导论 99 

17.2 二极管贝克钳位电路 99 

17.3 习题 100 

第18章 缓冲网络 101 

18.1 导论 101 

18.2 具有负载线整形的缓冲电路 101 

18.3 工作原理 101 

18.4 经验估计缓冲网络元件值 104 

18.5 计算求得缓冲网络元器件的值 104 

18.6 晶体管Q1 的关断损耗 104 

18.7 缓冲网络的电阻值 105 

18.8 缓冲网络中电阻的功耗 105 

18.9 密勒电流效应 105 

18.10 组合低功耗缓冲二极管电路 105 

18.11 高压双极晶体管的典型驱动电路 107 

18.12 习题 108 

第19章 交叉导通 109 

19.1 导论 109 

19.2 防止交叉导通 110 

19.3 禁止交叉耦合 110 

19.4 电路的工作 111 

19.5 习题 112 

第20章 输出滤波器 113 

20.1 导论 113 

20.2 基本要求 113 

20.3 开关方式输出的滤波器的寄生效应 113 

20.4 二级滤波器 115 

20.5 高频扼流圈实例 115 

20.6 谐振滤波器 117 

20.7 谐振滤波器实例 117 

20.8 共模噪声滤波器 118 

20.9 选择输出滤波器的元件值 119 

20.10 降压变换器的主输出电感的取值 119 

20.11 设计实例 119 

20.12 输出电容值 120 

20.13 习题 122 

第21章 供电故障报警电路 123 

21.1 导论 123 

21.2 供电故障与持续低电压 123 

21.3 供电故障的简单报警电路 123 

21.4 动态供电故障报警电路 124 

21.5 独立的供电故障报警模块 126 

21.6 反激变换器的供电故障报警 127 

21.7 快速供电故障报警电路 127 

21.8 习题 129 

第22章 多输出变换器的辅助输出电压的中心校正 130 

22.1 导论 130 

22.2 实例 130 

22.3 用饱和电抗器调整电压 131 

22.4 电抗器的设计 131 

22.5 习题 132 

第23章 辅助电源系统 133 

23.1 导论 133 

23.2 60Hz电源变压器 133 

23.3 辅助变换器 133 

23.4 工作原理 134 

23.5 稳定的辅助变换器 135 

23.6 高效辅助电源 136 

23.7 主变换变压器驱动辅助电源 136 

23.8 习题 136 

23.9 低噪声分布式辅助变换器 136 

23.10 分布式辅助电源系统的结构框图 137 

23.11 模块1,整流器和线性稳压器 138 

23.12 模块2,正弦波逆变器 140 

23.13 输出模块 144 

23.14 正弦波逆变器的变压器设计 145 

第24章 稳压电源的并联工作 148 

24.1 导论 148 

24.2 主从工作 148 

24.3 压控电流源 149 

24.4 强迫型均流 149 

24.5 并联冗余运行 150 

24.6 习题 152 

第二部分 设计: 理论与实践 

第1章 多输出反激开关电源 153 

1.1 导论 153 

1.2 期望特性 153 

1.3 工作方式 155 

1.4 工作原理 155 

1.5 储能阶段 155 

1.6 能量转换方式(反激阶段) 157 

1.7 确定工作方式的因数 157 

1.8 不规则传递函数 159 

1.9 变压器通过能力 159 

1.10 特性特征 161 

1.11 110W 离线式反激电源性能举例 161 

1.12 习题 162 

第2章 反激变压器设计———针对离线反激式开关电源 163 

2.1 导论 163 

2.2 磁心参数和气隙的影响 163 

2.3 常用设计方法 165 

2.4 110W 反激变压器设计例子 166 

2.5 反激变压器饱和及暂态影响 173 

2.6 小结 173 

2.7 习题 173 

第3章 减小晶体管开关应力 174 

3.1 导论 174 

3.2 自跟踪电压抑制 174 

3.3 反激变换器“缓冲”电路 175 

3.4 习题 177 

第4章 选择反激变换器功率元件 178 

4.1 导论 178 

4.2 原边元件 178 

4.3 副边功率元件 179 

4.4 输出电容 179 

4.5 电容寿命 181 

4.6 小结 182 

4.7 习题 182 

第5章 对角半桥反激变换器 183 

5.1 导论 183 

5.2 工作原理 183 

5.3 有用性质 185 

5.4 变压器设计 185 

5.5 驱动电路 185 

5.6 工作频率 185 

5.7 缓冲器元件 186 

5.8 习题 186 

第6章 自激振荡直接离线反激变换器 187 

6.1 导论 187 

6.2 工作种类 187 

6.3 常规工作原理 188 

6.4 隔离的自激振荡反激变换器 188 

6.5 控制电路(简要描述) 190 

6.6 不规则振荡 191 

6.7 自激振荡反激变换器主要参数小结 191 

6.8 习题 193 

第7章 应用电流型控制的反激 

变换器 194 

7.1 导论 194 

7.2 应用于自激振荡反激变换器的功率限制和电流型控制 194 

7.3 电压控制环 194 

7.4 输入纹波抑制 196 

7.5 在可变频率反激变换器中使用场效应晶体管 197 

7.6 习题 197 

第8章 离线单端正激变换器 198 

8.1 导论 198 

8.2 工作原理 198 

8.3 输出扼流圈取值的限定因素 199 

8.4 多输出 200 

8.5 能量恢复绕组(P2) 200 

8.6 优点 201 

8.7 缺点 201 

8.8 习题 201 

第9章 正激变换器的变压器设计 202 

9.1 导论 202 

9.2 变压器设计实例 202 

9.3 选择功率晶体管 207 

9.4 最后设计注意事项 207 

9.5 变压器饱和 208 

9.6 小结 208 

第10章 对角半桥正激变换器 209 

10.1 导论 209 

10.2 工作原理 209 

第11章 对角半桥正激变换器变压器设计 212 

11.1 导论 212 

11.2 设计注意事项 215 

第12章 半桥推挽占空比控制变换器 217 

12.1 导论 217 

12.2 工作原理 217 

12.3 系统优点 218 

12.4 存在的问题 219 

12.5 电流型控制和次谐波纹波 220 

12.6 防止交叉导通 220 

12.7 缓冲元件(半桥) 220 

12.8 软启动 220 

12.9 变压器设计 220 

12.10 优化磁通密度 221 

12.11 暂态条件 221 

12.12 计算原边匝数 222 

12.13 计算最小原边匝数 223 

12.14 计算副边匝数 223 

12.15 控制和驱动电路 224 

12.16 双倍磁通效应 224 

12.17 习题 225 

第13章 桥式变换器 226 

13.1 导论 226 

13.2 工作原理 226 

13.3 变压器设计(全桥) 229 

13.4 变压器设计举例 229 

13.5 阶梯形饱和 234 

13.6 瞬间饱和影响 234 

13.7 强迫磁通密度平衡 234 

13.8 习题 235 

第14章 低功率自激振荡辅助变换器 236 

14.1 导论 236 

14.2 一般工作原理 236 

14.3 工作原理,单变压器变换器 236 

14.4 变压器设计 237 

第15章 单变压器双晶体管自激振荡变换器 240 

15.1 导论 240 

15.2 工作原理(增益限制开关) 240 

15.3 限制开关电流 241 

15.4 选择磁心材料 242 

15.5 变压器设计(饱和磁心型变换器) 244 

15.6 习题 248 

第16章 双变压器自激振荡变换器 249 

16.1 导论 249 

16.2 工作原理 249 

16.3 饱和驱动变压器设计 251 

16.4 选择磁心尺寸和材料 251 

16.5 主功率变压器设计 251 

16.6 习题 251 

第17章 DC-DC变压器概念 253 

17.1 导论 253 

17.2 DC-DC变压器概念的基本原理 253 

17.3 DC-DC变压器举例 254 

17.4 习题 255 

第18章 多输出混合调整系统 256 

18.1 导论 256 

18.2 降压变换器,与DC-DC变换器串联 256 

18.3 工作原理 256 

18.4 降压变换器部分 257 

18.5 直流变压器选择 258 

18.6 同步混合调节器 258 

18.7 具有副边后调节的混合调节器 258 

18.8 习题 260 

第19章 占空比控制推挽变换器 261 

19.1 导论 261 

19.2 工作原理 261 

19.3 缓冲元件 263 

19.4 推挽变换器中的阶梯形饱和 264 

19.5 磁通密度平衡 264 

19.6 推挽变压器设计(一般考虑) 264 

19.7 双倍磁通 265 

19.8 推挽变压器设计实例 265 

19.9 习题 269 

第20章 DC-DC开关变换器 270 

20.1 导论 270 

20.2 工作原理 272 

20.3 控制和驱动电路 277 

20.4 开关变换器的电感绕组设计 277 

20.5 电感绕组设计实例 278 

20.6 常规性能参数 278 

20.7 纹波调节器 278 

20.8 习题 279 

第21章 高频可饱和电抗功率调节器(磁占空比控制) 280 

21.1 导论 280 

21.2 工作原理 280 

21.3 饱和电抗器功率调节器原理 281 

21.4 可饱和电抗功率调节器的应用 282 

21.5 饱和电抗器品质因数 284 

21.6 选择合适的磁心材料 285 

21.7 可饱和电感器的控制 286 

21.8 限流饱和电抗器调整器 287 

21.9 推挽饱和电抗器副边功率控制电路 287 

21.10 饱和电抗器调节器的优点 288 

21.11 饱和电抗器调节器的一些限制因素 288 

21.12 恒流或恒压复位情况(高频不稳定情况) 288 

21.13 饱和电抗器的设计 289 

21.14 设计举例 290 

21.15 习题 291 

第22章 恒流电源 292 

22.1 导论 292 

22.2 恒压电源 292 

22.3 恒流电源 292 

22.4 依从电压 293 

22.5 习题 294 

第23章 可调线性电源 295 

23.1 导论 295 

23.2 基本工作(功率部分) 295 

23.3 驱动电路 296 

23.4 晶体管消耗的最大功率 297 

23.5 功率损耗的分布 298 

23.6 电压控制和限流电路 299 

23.7 控制电路 299 

23.8 习题 301 

第24章 可调开关电源 302 

24.1 导论 302 

24.2 可调开关技术 303 

24.3 反激变换器的特殊性质 303 

24.4 工作原理 304 

24.5 实际限制因数 304 

24.6 实际设计中的折中 305 

24.7 初始条件 305 

24.8 对角半桥 305 

24.9 原理方框图(大概描述) 306 

24.10 系统控制原理 307 

24.11 各方框的功能 307 

24.12 原边功率限制 313 

24.13 小结 313 

第25章 可调开关电源的变压器设计 314 

25.1 设计步骤 314 

25.2 可调频率方式 317 

25.3 习题 318 

第三部分 应用设计 

第1章 开关电源中的电感和扼流圈 319 

1.1 导论 319 

1.2 简单的电感 320 

1.3 共模线路滤波电感 320 

1.4 共模线路滤波电感图解法设计举例(采用E型铁氧体磁心) 323 

1.5 共模电感(E型铁氧体磁心)的计算 324 

1.6 串联型线路输入滤波电感 325 

1.7 扼流圈(直流偏置的电感) 325 

1.8 带气隙的E型铁氧体磁心扼流圈的经验设计方法举例 328 

1.9 采用AP 图解法和计算的方法来设计降压和升压电路中的扼流圈 329 

1.10 降压变换器中扼流圈(铁氧体磁心)的AP 331 

1.11 铁氧体磁心和铁粉磁心(棒状)扼流圈 337 

1.12 习题 337 

第2章 大电流铁粉磁心扼流圈 340 

2.1 导论 340 

2.2 储能扼流圈 341 

2.3 磁心导磁率 341 

2.4 带气隙的E型铁粉磁心 342 

2.5 面积乘积(AP)图解法设计E型扼流圈(铁粉磁心) 342 

2.6 AP 图解法设计E型铁粉磁心扼流圈示例 344 

第3章 铁粉环型磁心扼流圈 349 

3.1 导论 349 

3.2 环型磁心首选设计方法 349 

3.3 摆幅扼流圈 350 

3.4 绕组的选择 352 

3.5 A方案绕组设计举例 352 

3.6 B方案绕组设计举例 355 

3.7 C方案绕组设计举例 355 

3.8 磁损耗 355 

3.9 总损耗和温升 356 

3.10 线性环型扼流圈的设计 357 

附录3.A 面积乘积公式的推导(储能扼流圈) 358 

附录3.B 填充系数和电阻系数的推导 362 

附录3.C 图3.3.1所示诺模图的推导 364 

第4章 开关型变压器的设计(一般原则) 365 

4.1 导论 365 

4.2 变压器尺寸(一般考虑) 365 

4.3 最优效率 366 

4.4 最优的磁心尺寸和磁通密度摆幅 367 

4.5 根据面积乘积计算磁心大小 369 

4.6 原边面积系数Kp 369 

4.7 绕组填充系数Ku 370 

4.8 均方根电流系数Kt 370 

4.9 频率对变压器尺寸的影响 370 

4.10 磁通密度摆幅ΔB 370 

4.11 机构规范对变压器尺寸的影响 372 

4.12 原边绕组匝数的计算 372 

4.13 副边绕组匝数的计算 373 

4.14 半匝绕组 374 

4.15 导线尺寸 374 

4.16 集肤效应和导线的最优厚度 374 

4.17 绕组拓扑结构 377 

4.18 温升 380 

4.19 效率 382 

4.20 温升较高时的设计 382 

4.21 消除双股线绕组中的击穿应力 383 

4.22 RFI屏蔽和安全屏蔽 383 

4.23 变压器的半匝绕法 384 

4.24 变压器完工及真空浸渍 386 

4.25 习题 386 

附录4.A 变压器设计中AP 公式的推导 388 

附录4.B 高频变压器绕组的集肤和邻近效应 391 

第5章 利用诺模图优化150W 变压器的设计示例 398 

5.1 导论 398 

5.2 磁心的大小和最优的磁通密度摆幅 398 

5.3 磁心和磁心线轴的参数 398 

5.4 原边绕组匝数的计算 399 

5.5 原边绕组匝数的计算 399 

5.6 原边绕组的集肤效应 399 

5.7 副边绕组匝数 400 

5.8 副边导线的直径 400 

5.9 副边集肤效应 400 

5.10 设计注意问题 400 

5.11 设计检验 400 

5.12 原边铜损耗 401 

5.13 副边铜损耗 401 

5.14 磁损耗 401 

5.15 温升 401 

5.16 效率 402 

第6章 变压器的阶梯式趋于饱和效应 403 

6.1 导论 403 

6.2 减小阶梯式趋于饱和效应的方法 403 

6.3 占空比控制的推挽式变换器中的强制磁通平衡 404 

6.4 电流型控制系统中的阶梯式趋向饱和问题 406 

6.5 习题 406 

第7章 双倍磁通 407 

第8章 开关电源的稳定性和控制环路补偿 408 

8.1 导论 408 

8.2 开关电源不稳定的一些原因 408 

8.3 控制环路稳定的方法 409 

8.4 稳定性测试方法 409 

8.5 测试步骤 410 

8.6 瞬态测试分析 410 

8.7 伯德图 411 

8.8 闭环电源系统伯德图的测量步骤 412 

8.9 伯德图的测量设备 413 

8.10 测试技术 414 

8.11 开环电源系统伯德图的测量步骤 414 

8.12 用“差分方法”确定最优补偿特性 415 

8.13 不稳定性难以解决的原因 416 

8.14 习题 417 

第9章 右半平面零点 419 

9.1 导论 419 

9.2 对右半平面零点动态性的说明 419 

9.3 右半平面零点简要说明 419 

9.4 习题 423 

第10章 电流型控制的控制方式 424 

10.1 导论 424 

10.2 电流型控制的控制原理 424 

10.3 转换电流型控制为电压控制 426 

10.4 完全能量传递电流型控制反激变换器的性能 427 

10.5 在连续电感电流变换器拓扑中电流型控制的优点 427 

10.6 斜率补偿 429 

10.7 电感电流连续模式降压变换器的电流型控制优点 430 

10.8 电流型控制的固有缺点 432 

10.9 采用电流型控制的推挽式拓扑的磁通平衡 434 

10.10 电流型控制半桥变换器和其他使用隔直电容器的 434 

10.11 小结 435 

10.12 习题 436 

第11章 光电耦合器 437 

11.1 导论 437 

11.2 光电耦合器接口电路 437 

11.3 稳定性和噪声灵敏度 439 

11.4 习题 440 

第12章 开关电源用电解电容器的纹波电流额定值 441 

12.1 导论 441 

12.2 根据公布的数据建立电容器有效值的纹波电流的额定值 443 

12.3 在开关型输出滤波电容器应用中建立纹波电流有效值 443 

12.4 推荐的测试过程 443 

12.5 习题 444 

第13章 无感分流器 445 

13.1 导论 445 

13.2 分流器 445 

13.3 简单分流器的电阻与电感的比值 445 

13.4 测量误差 445 

13.5 低电感分流器结构 446 

13.6 习题 447 

第14章 电流互感器 448 

14.1 导论 448 

14.2 电流互感器的类型 448 

14.3 磁心尺寸和磁化电流(所有类型) 449 

14.4 电流互感器的设计步骤 450 

14.5 单向电流互感器设计举例 451 

14.6 第二种类型,推挽应用的交流电流互感器 453 

14.7 第三种类型,反激式电流互感器 454 

14.8 第四种类型,直流电流变流器(DCCT) 455 

14.9 在反激变换器中应用电流互感器 459 

第15章 测量用的电流探头 461 

15.1 导论 461 

15.2 特殊用途的电流探头 461 

15.3 单向(不连续)电流脉冲测量用电流探头的设计 462 

15.4 选择磁心尺寸 463 

15.5 计算所需要的磁心截面积 463 

15.6 检查磁化电流误差 464 

15.7 电流探头在直流和交流电流中的应用 465 

15.8 高频交流电流探头 465 

15.9 低频交流电流探头 465 

15.10 习题 466 

第16章 开关电源的散热管理 467 

16.1 导论 467 

16.2 高温对半导体寿命和电源故障率的影响 467 

16.3 自然通风散热器、热交换器、热分流器和它们的电气模拟 468 

16.4 热电路和等效电气模拟 469 

16.5 热容量Ch(电容C 的模拟) 472 

16.6 计算结点温度 472 

16.7 计算热交换器的尺寸 473 

16.8 优化热传导路径方法和在什么地方使用“导热连接的散热膏” 474 

16.9 对流、辐射或者传导 476 

16.10 热交换器的效率 479 

16.11 输入功率对热阻的影响 480 

16.12 热阻和热交换器的面积 480 

16.13 强迫通风冷却 481 

16.14 习题 482 

第四部分 补充内容 

第1章 有源功率因数校正 483 

1.1 导论 483 

1.2 功率因数校正基础、误解和事实 484 

1.3 无源功率因数校正 488 

1.4 有源功率因数校正 491 

1.5 其他调节器拓扑结构 496 

1.6 降压变换器 500 

1.7 变换器的组合使用 501 

1.8 功率因数控制的集成电路 504 

1.9 典型的集成电路控制系统 507 

1.10 实用设计 512 

1.11 控制IC的选择 515 

1.12 功率因数控制部分 521 

1.13 降压部分驱动级 524 

1.14 功率元器件 526 

附录1.A 用于功率因数校正升压电路的扼流圈的设计实例 532 

第2章 硬开关的优缺点以及全谐振式开关电源 536 

2.1 导论 536 

2.2 硬开关方法的优缺点 536 

2.3 全谐振式开关系统 538 

2.4 电流型并联谐振式镇流器 540 

2.5 绕线式元件的设计 545 

2.6 结论 549 

第3章 准谐振式开关变换器 550 

3.1 导论 550 

3.2 硬开关方法 550 

3.3 全谐振式方法 550 

3.4 准谐振式系统 550 

3.5 全桥零电压换流移相调制10kW准谐振变换器 551 

3.6 Q1~Q4 桥式电路的驱动时序 553 

3.7 功率开关时序 554 

3.8 零电压开关的最佳条件 562 

3.9 确定最优谐振电感(L1e) 566 

3.10 变压器漏感 567 

3.11 输出整流器的缓冲 567 

3.12 开关速度和换流周期 568 

3.13 原边和副边的功率电路 570 

3.14 功率波形和功率传递的条件 571 

3.15 MOSFET的基本驱动原理 572 

3.16 调制和控制电路 574 

3.17 功率级MOSFET的开关不对称性 577 

3.18 结论 578 

3.19 控制IC 578 

第4章 全谐振式自激振荡电流型MOSFET型正弦波变换器 579 

4.1 导论 579 

4.2 基本MOSFET谐振式逆变器 579 

4.3 启动MOSFET逆变器 581 

4.4 改进型栅极驱动电路 583 

4.5 其他启动方法 585 

4.6 辅助电源 585 

4.7 小结 585 

第5章 单一电压控制的宽范围正弦波振荡器 587 

5.1 导论 587 

5.2 频率和幅值控制原理 587 

5.3 宽范围正弦波VCO的工作原理 588 

5.4 电路性能 589 

电源常用术语 591 

参考文献 601

 

在线试读

 

第1章 基本要求概述


1.1 导论


“离线”(direct-off-line)开关电源之所以得名,是因为它直接由交流电源供电,而不采用线性电源常用的、体积庞大的50~60Hz低频隔离变压器。


尽管各种开关变换技术在电路设计上存在很大的不同,但经过多年的发展,它们具备了相似的基本功能特性,已成为普遍接受的工业标准。


为了满足各个国家或国际的安全标准、电磁兼容性和电源瞬变等要求,业界不得不采用相对标准化的技术,包括布线、元件布置、噪声滤波设计和瞬变保护等技术。谨慎的设计者在进行设计之前会先去熟悉这些机构的全部要求,很多不错的设计就是由于无法满足安全标准部门的有关标准而以失败告终。


不论设计策略和电路如何,在此概括的许多要求对所有开关电源来说都是基本适用的。尽管所有的开关电源功能都趋于相同,但实现这些功能的电路技术是千差万别的。有多种途径满足这些要求,对于特定应用通常会有最佳的实现方法。


设计者在确定设计策略之前,必须考虑到标准的所有细节。如果在设计初期没有考虑到系统要求的某些细节,那么这一设计方案将可能完全无效。例如,要获得供电正常与否的指示或信号,要求不论变换器状态如何都要提供辅助电源,否则,一旦变换器的运行被禁止,这一设计方案将彻底无效! 在设计和开发结束时再去增加一些细微的、曾被忽视的功能往往是非常困难的。


本章剩余部分将给出常用基本输入和输出功能的概述,这些功能或者是用户要求的,或者是国家或国际标准所规定的。它们将有助于检查或形成最初的技术要求,这一切都应在进入设计阶段之前就考虑到。


1.2 输入瞬变电压保护


当条件满足时,人为和自然放电现象都会偶尔在电力线上引起很大的瞬变电压。


电气与电子工程师学会的IEEE587-1980标准给出了在各种场合对这一现象的调查结果。这

些场合被归类为低强度级A、中强度级B和高强度级C。大多数电源都处于低强度级或中强度级的场合,在这些场合下当电流达到3000A 时,电压可达到6000V。


在此应力下,通常要求电源保护自身和终端设备,为此要采用特殊的保护装置(见第一部分第2章)。


1.3 电磁兼容性


输入滤波器


开关电源存在电磁噪声,为了满足各种国家和国际的射频干扰(RFI)标准中关于传导型噪声的要求,通常在交流供电输入端串联差模和共模噪声滤波器。所要求的噪声滤波器衰减系数取决于电源的尺寸、工作频率、电源设计、应用和环境。


在家用和办公设备领域,PC、VDU 等设备实行更为严格的标准,通常采用美国联邦通信委员会FCC-B类或类似的限制标准。在工业应用上,会采用稍微宽松的FCC-A 类标准或类似的限制标准。详见第一部分第3章。


用增加滤波器的办法来改进一个设计有缺陷的电源是非常困难的,意识到这一点很重要。在设计的所有阶段都必须考虑使噪声耦合降至最小。第一部分的第3章和第4章将给出一些有益的指导。


1.4 差模噪声


差模噪声指的是任何两个电源端或输出端之间的高频电磁噪声的分量。例如,在火线与中线输入端之间或在正极与负极输出端之间可测到这种噪声。


1.5 共模噪声


对电源输入来说,共模噪声是同时出现在两条电力线端和大地(参考地)公共端之间的电磁噪声分量。


对输出来说,因为各种隔离和非隔离连接都可能存在,情况就更复杂了。一般来说,输出共模噪声指任何输出端与公共端之间的电磁噪声,这里的公共端一般指机壳或公共输出电流返回线。


某些规范,尤其是用于医疗电子的标准,严格限定了每条电源线与大地(参考地)公共端之间所允许的地回路电流。就算在绝缘非常好的情况下,地回路电流通常也能经过滤波电容和漏电电容流入地端。地回路电流的限制对电源的设计和输入滤波电容器大小有很大的影响。许多安全标准都规定,任何情况下都不容许在火线与地之间有超过0.01 F的电容。


1.6 静电屏蔽


高频传导型噪声是沿着电源端或输出端传导的噪声,通常由接地面或输入与输出电路之间的容性耦合电流产生。因此,高压开关部件应避免安装在机壳上。若不可避免,应在噪声源和接地面之间安装静电屏蔽,或尽量使其与机壳之间的容性耦合最小。


要减少隔离变压器中输入到输出的噪声耦合,应采用静电屏蔽。这些不应混同于更为熟悉的安全屏蔽。(详见第一部分第4章。)


1.7 输入熔断器的选择


这是在电源设计中常被忽略的问题。现代的熔断器技术可提供各式各样的熔断器,能适用于

非常接近的不同参数。使用的电压、浪涌电流、持续电流和一个器件所允许通过的能量(用熔化热能值I2t的额定值表示)的影响都应考虑到。(详见第一部分第5章。)对于有两种额定输入电压的装置,在较高输入电压的应用场合下,需要配置较低额定值的熔断器。标准的中速玻璃管式的熔断器很常见,在可用的地方最好采用这类熔断器。对于电源输入处使用的熔断器来说,其电流额定值应考虑大多数开关系统中电容性输入滤波器的功率因数的影响,其值为0.6~0.7。


为了有最佳的保护,电源输入处使用的熔断器应取最小的额定值,此最小额定值应该在最低电源输入电压时能可靠承受浪涌电流和电源的最大工作电流。然而值得注意的是,熔断器制造厂商的数据表给出的熔断器额定电流值具有有限的使用寿命,使用寿命的典型值是1000h。为了延长熔断器的使用寿命,应使正常的供电电流低于最大熔断器额定值,这个差额越大,越能延长熔断器寿命。


熔断器的选择是在使用寿命与全面保护两者之间的折中。用户应该意识到熔断器会逐渐老化,并应定期给它进行例行更换。为更换熔断器时的安全起见,熔断器应安装在接火线输入开关之后的位置。


为了满足安全部门的要求并得到最佳的保护,更换熔断器时,应换上一个相同类型、相同额定值的产品。


1.8 交流电整流与电容输入滤波器


整流器的电容输入滤波器对离线开关电源来说,几乎已成为通用的滤波器。在这种系统中,交流输入被直接整流送到一个大的电解储能电容器。


尽管该电路体积小、效率高、成本低,但也有其缺点。在外加的正弦波波峰处要求窄的、大电流脉冲,产生了过多的线路损耗I2R、谐波畸变和较低的功率因数。


在某些应用场合(例如船上设备),这种电流畸变是不允许的,必须采用特殊的低畸变输入电路。(详见第一部分第6章。)


1.9 浪涌限制浪涌限制可减少电源刚接通时通过输入端的电流。它不应和软启动相混淆,软启动是一个独立的功能,它控制着功率变换器启动开关工作的方式。


为了最大程度地减小体积和重量,大多数开关电源采用半导体整流器并在电容输入滤波器结构中使用低阻抗的电解电容。因这种系统具有固有的低输入电阻,而且电容初始状态是未充电的,所以若这种滤波器直接连到交流电源,将会在电源开关接通瞬间产生很大的浪涌电流。


因此,对有容性输入滤波器的电源,普遍的做法是要设置某种类型的电流浪涌限制。浪涌限制采取交流输入线上串联电阻限流器件的典型做法。在大功率系统中,在输入储能元件或滤波电容充满电时,一般用晶闸管(SCR)、双向三极晶闸管(triac)等开关代替或短路限流电阻。在低功率系统中,通常使用负温度系数(NTC)热敏电阻作为限制器件。


选择浪涌限制电阻值通常是在允许浪涌电流幅值与启动延迟时间之间的折中。负温度系数热敏电阻通常用于低功率系统,但要注意的是热敏电阻不能一直提供完全的浪涌限制。例如,电源已经运行了足够长时间,在热敏电阻通电升温后,输入突然关断又迅速地重新接通,此时热敏电阻仍是热的,其电阻低,因此浪涌电流将比较大。已发布的标准应当反映这一效应,让使用者来确定这种浪涌限制是否会造成一些运行问题。因为热的NTC电阻产

生的浪涌电流通常不会损坏电源,一般采用热敏电阻是可接受的,并常用于低功率的应用场合。(详见第一部分第7章。)


1.10 启动方法


在离线开关电源中,不使用工频变压器会带来系统启动的问题。困难在于高频变压器在变换器开始工作后才能用于辅助电源供电。适用的启动电路将在第一部分第8章讨论。


1.11 软启动


软启动这一术语用来描述一种低应力的启动动作,通常用于脉宽调制变换器来减小变压器和输出电容的应力,减小变换器启动时输入电路的浪涌电流。


理想情况下,输入充电电容应当在变换器工作开始前充满电,那样,变换器启动就应延迟几个交流电源周期,从一个很窄的脉冲开始,逐渐增大脉冲宽度最终形成输出。


实际上,脉冲宽度应该在变换器启动时是窄的,在启动阶段逐渐增大,这有以下几个原因。在输出端总是存在相当大的电容,这个电容的充电应缓慢地进行,才不会产生一个过大的返回输入端的瞬变电流。此外,如果一个宽脉冲在最初的半个运行周期施加于变压器,那么在推挽式工作方式作用于主变压器之时,磁通量会翻倍,磁心可能饱和,见第三部分第7章。最后,因为在电流通路中的某些地方不可避免地存在有串联电感,如果电感电流在启动阶段被允许升高到很大的值,要防止输出电压过冲将是不可能的。(详见第一部分第10章。)


1.12 防止启动过电压


当电源刚接通时,控制和调整电路一般都不会处于正常工作状态。只有在电源接通之前,控制和调整电路由某辅助电源预先提供能量,这些电路才会处于正常工作状态。


由于有控制和驱动电路输出范围的限制,大信号的转换速率将会变慢并严重非线性化。因此,在启动阶段,建立输出电压和控制电路正确运行之间会存在竞争的情形,这将导致额外的输出电压过冲。


为防止在启动阶段过电压,可能需要附加快速响应电压钳位电路,这在过去常被分立元件控制电路和集成控制电路的设计者忽视,详见第一部分第10章。


1.13 输出过电压保护


失去电压控制时,无论在线性电源还是在开关电源中都可导致过大的输出电压。在线性电源和一些开关变换器中,输入与输出电路之间存在一个连接的直流通路,因此功率控制器件的短路将导致很大的不可控的输出。此种电路需要有强有力的过压钳位技术,通常采用晶闸管过电压急剧保护电路可使输出短路从而烧掉熔断器。


在离线开关电源中,输出与输入由一个高度绝缘的变压器隔离开来。在这样的系统中,大多数的故障只会带来低电压或零电压输出。对过电压急剧保护的需求不是那么强烈,并常被认为与体积限制是矛盾的。在这样的系统中,通过变换器驱动电路起作用的独立信号电压钳位系统可以取得令人满意的过压保护效果。


设计目标是电源中单个部件的故障不会造成过电压状态。因为常用的信号电平钳位技术很少能完全满足这一目标(例如,绝缘故障就无法得到完全的保护),在最严格的开关电源的设计中,仍然需要考虑过电压急剧保护电路和熔断器技术。过电压急剧保护电路也能对外部引起的过压情况提供一些保护。


1.14 输出欠电压保护


输出欠电压由过大的瞬变电流需求和供电停止造成。在开关电源中,常有相当大的能量存储于输入电容中,此能量可在短期供电停止期间维持输出电压。然而,对额定电流和输出压降进行限制后,瞬变电流需求仍能造成欠电压。在有大瞬变电流需求的系统中应考虑采用有源欠压保护电路,这将在第一部分第12章中阐述。


1.15 过载保护(输入功率限制)


功率限制通常用于原边电路,用于对功率变换器的最大通过功率进行限制。这在多路输出的变换器中是有必要的,为了最大程度满足各种需求,各单独输出电流之和对应的现有功率会超过变换器的最大容量。


原边功率限制常作为附加的备用保护措施,即便正常输出限流能防止输出过载。在非正常的瞬变负载的情况下,当正常的副边限流可能不够快地完全响应时,快速响应的原边限制具有防止功率器件失灵的优点。另外,部件失灵引起的事故中起火或过载损害的风险减小了。具有原边功率限制的电源比那些无此附加保护的电源有较高的可靠性。


1.16 输出限流


在较高功率的开关电源中,每一路输出都要被单独限流。在各种负载包括短路的情况下,限流应该保护电源。在限流模式下持续运行不应造成过多的损耗或电源故障。开关电源与线性稳压器不同,它应该有一个恒流范围。开关电源的工作方式决定了其在短路的情况下也不会消耗过多功率;在非线性或交叉连接负载的条件下,恒流范围似乎不可能给用户带来“锁定”的问题。其中,交叉连接负载是指负载接到一个正极和一个负极输出端,而不与公共地端连接。


线性稳压器为了防止串联元件在短路状态下过大的损耗,按惯例有一个可再启动限流保护。第一部分14.5节更全面地阐述了交叉连接负载和可再启动限流保护的问题。


1.17 高压双极型晶体管基极驱动要求


在离线开关电源中,主开关器件上的电压应力可能会很大,反激变换器一般可达800~1000V 的数量级。


除了对高压晶体管、缓冲器网络负载线整形和抗饱和二极管等明显的需求外,很多器件要求对基极驱动波进行整形。特别是为了有最好的性能,常要求基极电流在关断期间以受控制的速率成斜坡下降,见第一部分第15章。


1.18 比例驱动电路


对于双极型晶体管,过大的基极驱动电流使晶体管饱和而降低效率,并在轻载时导致关断存储时间过长而降低了控制作用。


使基极驱动电流与集电极电流成比例可获得更好的性能。适合的电路见第一部分第16章。


1.19 抗饱和技术


开关电源的双极型晶体管可通过避免过度饱和来改善关断性能。保持驱动电流处于一个由增益和集电极电流所界定的最小值,晶体管就可被保持在一种准饱和状态。然而,因晶体管

的增益会随着器件、负载、温度的不同而变化,就需要一种动态控制。


抗饱和电路常与比例驱动技术相结合,适用方法见第一部分第17章。

 

 

 

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内容简介:

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作者简介:

Keith Billings

世界知名开关电源设计专家,DKB电源公司创始人。曾在多家电源公司担任总工程师,拥有近50年开关电源设计和制造经验。 

 

Taylor Morey

知名开关电源设计专家,加拿大康耐斯托加学院教授,拥有30余年开关电源设计经验。

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