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第1章 基本要求概述1

1.1 导论1

第一部分 常用离线开关电源的功能和基本要求1

1.5 共模噪声2

1.4 差模噪声2

1.2 输入瞬变电压保护2

1.3 电磁兼容性2

1.8 交流电整流与电容输入滤波器3

1.7 输入熔断器的选择3

1.6 静电屏蔽3

1.11 软启动4

1.10 启动方法4

1.9 浪涌限制4

1.15 过载保护（输入功率限制）5

1.14 输出欠电压保护5

1.12 防止启动过电压5

1.13 输出过电压保护5

1.20 缓冲器网络6

1.19 抗饱和技术6

1.16 输出电流限制6

1.17 高压双极型晶体管基极驱动要求6

1.18 比例驱动电路6

1.23 供电故障信号7

1.22 输出滤波，共模噪声和输入-输出隔离7

1.21 直通7

1.26 供电维持时间8

1.25 双输入电压供电运行方式8

1.24 供电正常信号8

1.29 强制均流9

1.28 外部禁止方式9

1.27 同步9

1.31 P端连接10

1.30 远程取样10

1.34 考虑安全标准要求11

1.33 电压和电流的限制值调节11

1.32 低压禁止11

2.2 位置类别12

2.1 导论12

第2章 交流供电线的浪涌保护12

2.3 浪涌发生的概率14

2.5 瞬变抑制器件15

2.4 浪涌电压波形15

2.6 金属氧化物压敏电阻16

2.8 充气式电涌放电器17

2.7 瞬变保护二极管17

2.10 A类别瞬变抑制滤波器19

2.9 交流滤波器和瞬变抑制器的组合使用19

2.11 B类别瞬变抑制滤波器20

2.13 接地电压的电震应力的原因21

2.12 完全瞬变保护的状况21

2.14 习题22

3.3 输电线传导型干扰23

3.2 EMI/RFI传播模式23

第3章 开关电源的电磁干扰23

3.1 导论23

3.5 输电线滤波器25

3.4 安全标准（接地电流）25

3.6 在干扰源抑制EMI26

3.7 实例28

3.9 线路滤波器设计29

3.8 线路阻抗稳定网络29

3.10 共模线路滤波电感30

3.11 共模线路滤波电感的设计实例31

3.13 习题32

3.12 串模电感32

4.2 应用于开关设备的静电屏蔽33

4.1 导论33

第4章 静电屏蔽33

4.3 变压器的静电屏蔽和安全屏蔽34

4.5 减小有气隙变压器磁心的辐射型EMI35

4.4 输出元件上的静电屏蔽35

4.6 习题37

5.2 熔断器参数38

5.1 导论38

第5章 熔断器选择38

5.3 熔断器的类型39

5.5 晶闸管过电压急剧保护熔断器40

5.4 选择熔断器40

5.7 习题41

5.6 变压器输入熔断器41

6.2 典型的双电压电容输入滤波电路42

6.1 导论42

第6章 离线开关电源的整流与电容输入滤波42

6.3 等效串联电阻Rs43

6.5 恒电流负载44

6.4 恒功率负载44

6.6 整流器与电容器的波形45

6.7 输入电流、电容纹波与峰值电流46

6.8 有效输入电流Ie与功率因数47

6.11 设计实例48

6.10 电阻因数Rsf48

6.9 选择浪涌抑制电阻48

6.12 直流输出电压与整流电容输入滤波器的校准49

6.14 选择储能或滤波电容的大小52

6.13 整流电容输入滤波器直流输出电压的计算实例52

6.16 功率因数与效率的测量55

6.15 供电线路熔断器额定值的选择55

6.17 习题57

7.3 热敏浪涌抑制58

7.2 串联电阻58

第7章 浪涌控制58

7.1 导论58

7.4 有源抑制电路（双向三极晶闸管启动电路）59

7.5 习题60

8.2 无源耗能启动电路61

8.1 导论61

第8章 启动方法61

8.3 晶体管有源启动电路62

8.4 脉冲启动电路63

9.2 软启动电路65

9.1 导论65

第9章 软启动与低压禁止65

9.3 低压禁止66

9.4 习题68

10.2 开关电源接通电压过冲的典型原因69

10.1 导论69

第10章 接通电压过冲抑制69

10.3 防止过压70

10.4 习题71

11.3 第一类：晶闸管过电压急剧保护72

11.2 过压保护的种类72

第11章 过压保护72

11.1 导论72

11.4 过电压急剧保护的性能74

11.6 第二类：过压钳位技术76

11.5 简单过电压急剧保护电路的局限性76

11.7 采用晶闸管过电压急剧保护方式的过压钳位77

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79

11.9 第三类：基于限压技术的过压保护80

11.10 习题82

12.3 基本工作原理83

12.2 欠压抑制特性参数83

第12章 欠压保护83

12.1 导论83

12.4 实际电路描述86

12.7 习题87

12.6 瞬变行为87

12.5 实际电路工作原理87

13.3 类型1：超功率限制88

13.2 过载保护的类型88

第13章 过载保护88

13.1 导论88

13.6 类型1形式C：逐个脉冲的超功率或过电流限制89

13.5 类型1形式B：超功率延时关断保护89

13.4 类型1形式A：原边超功率限制89

13.9 类型2：输出恒流式限制90

13.8 类型1形式E：反激超功率限制90

13.7 类型1形式D：恒功率限制90

13.10 类型3：用熔断器、限流电路或跳闸设备的过载保护91

13.11 习题92

14.2 折返电流限制的原理93

14.1 导论93

第14章 折返输出电流限制93

14.3 用于线性电源的折返电流限制电路的工作原理94

14.4 折返电流限制电源中的“锁定”95

14.5 具有交叉连接负载的折返锁定问题97

14.7 习题99

14.6 折返电流限制在开关电源中的应用99

15.3 不正确的关断驱动波形100

15.2 二次击穿100

第15章 高压双极型晶体管基极驱动的基本条件100

15.1 导论100

15.7 高压晶体管最佳的驱动电路101

15.6 反非饱和驱动技术101

15.4 正确的关断波形101

15.5 正确的接通波形101

15.8 习题103

16.4 关断工作过程（比例驱动）104

16.3 导通工作过程（比例驱动）104

第16章 双极型晶体管的比例驱动电路104

16.1 导论104

16.2 一个比例驱动电路的例子104

16.6 宽范围比例驱动电路105

16.5 驱动变压器的恢复105

16.7 导通工作过程（宽范围比例驱动电路）106

16.9 带有高压晶体管的比例驱动107

16.8 关断工作过程（宽范围比例驱动电路）107

16.10 习题108

17.2 二极管补偿性钳位电路109

17.1 导论109

第17章 高压晶体管的抗饱和技术109

17.3 习题110

18.3 工作原理111

18.2 具有负载线整形的缓冲电路111

第18章 缓冲网络111

18.1 导论111

18.5 计算求得缓冲网络元器件的值114

18.4 经验估计缓冲网络元件值114

18.9 密勒电流效应115

18.8 缓冲网络中电阻的功耗115

18.6 晶体管Q1的关断损耗115

18.7 缓冲网络的电阻值115

18.10 组合低功耗缓冲二极管电路116

18.11 高压双极晶体管的典型驱动电路117

18.12 习题119

19.1 导论120

第19章 交叉导通120

19.3 禁止交叉耦合121

19.2 防止交叉导通121

19.4 电路的工作122

19.5 习题123

20.3 开关方式输出的滤波器的寄生效应124

20.2 基本要求124

第20章 输出滤波器124

20.1 导论124

20.5 高频扼流圈实例126

20.4 二级滤波器126

20.7 谐振滤波器实例128

20.6 谐振滤波器128

20.10 冲跳变换器的主电路输出的电感值130

20.9 选择输出滤波器的元件值130

20.8 共模噪声滤波器130

20.11 设计实例131

20.12 输出电容值132

20.13 习题133

21.3 供电故障的简单报警电路134

21.2 供电故障与持续低电压134

第21章 供电故障报警电路134

21.1 导论134

21.4 动态供电故障报警电路135

21.5 独立的供电故障报警模块137

21.6 反激变换器的供电故障报警138

21.7 快速供电故障报警电路139

21.8 习题141

22.2 实例142

22.1 导论142

第22章 多输出变换器的辅助输出电压的中心校正142

22.4 电抗器的设计143

22.3 用饱和电抗器调整电压143

22.5 习题144

23.3 辅助变换器146

23.2 60Hz电源变压器146

第23章 辅助电源系统146

23.1 导论146

23.4 工作原理147

23.5 稳定的辅助变换器148

23.6 高效辅助电源149

23.8 习题150

23.7 主变换变压器驱动辅助电源150

24.2 主从工作151

24.1 导论151

第24章 稳压电源的并联工作151

24.3 压控电流源152

24.4 强迫型均流153

24.5 并联冗余运行154

24.6 习题155

1.2 期望特性156

1.1 导论156

第二部分 设计：理论与实践156

第1章 多输出反激开关电源156

1.4 工作原理158

1.3 工作方式158

1.5 储能阶段159

1.6 能量转换方式（反激阶段）160

1.7 确定工作方式的因数161

1.8 不规则传递函数162

1.10 特性特征163

1.9 变压器通过能力163

1.11 110W离线式反激电源性能举例164

1.12 习题165

2.2 磁心参数和气隙的影响167

2.1 导论167

第2章 反激变压器设计——针对离线反激式开关电源167

2.3 常用设计方法169

2.4 110W反激变压器设计例子170

2.7 习题178

2.6 小结178

2.5 反激变压器饱和及暂态影响178

3.2 自跟踪电压抑制179

3.1 导论179

第3章 减小晶体管开关应力179

3.3 反激变换器“缓冲”电路180

3.4 习题182

4.2 原边元件183

4.1 导论183

第4章 选择反激变换器功率元件183

4.3 副边功率元件184

4.4 输出电容185

4.5 电容寿命186

4.7 习题187

4.6 小结187

5.2 工作原理188

5.1 导论188

第5章 对角半桥反激变换器188

5.4 变压器设计190

5.3 有用性质190

5.8 习题191

5.7 缓冲器元件191

5.5 驱动电路191

5.6 工作频率191

6.3 常规工作原理192

6.2 工作种类192

第6章 自振荡直接离线反激变换器192

6.1 导论192

6.5 控制电路（简要描述）195

6.4 隔离的自振荡反激变换器195

6.6 不规则振荡197

6.8 习题198

6.7 自振荡反激变换器主要参数小结198

7.3 电压控制环199

7.2 应用于自振荡反激变换器的功率限制和电流型控制199

第7章 应用电流型控制的反激变换器199

7.1 导论199

7.4 输入纹波抑制201

7.6 习题202

7.5 在可变频率反激变换器中使用场效应晶体管202

8.2 工作原理203

8.1 导论203

第8章 离线单端正激变换器203

8.3 输出扼流圈取值的限定因素204

8.4 多输出205

8.6 优点206

8.5 能量恢复线圈（P2）206

8.8 习题207

8.7 缺点207

9.2 变压器设计实例208

9.1 导论208

第9章 正激变换器的变压器设计208

9.3 选择功率晶体管213

9.4 最后设计注意事项214

9.6 小结215

9.5 变压器饱和215

10.1 导论216

第10章 对角半桥正激变换器216

10.2 工作原理217

11.1 导论219

第11章 对角半桥正激变换器变压器设计219

11.2 设计注意事项222

12.2 工作原理224

12.1 导论224

第12章 半桥推挽占空比控制变换器224

12.4 存在的问题226

12.3 系统优点226

12.6 防止交叉导通227

12.5 电流型控制和次谐波纹波227

12.10 优化磁通密度228

12.9 变压器设计228

12.7 缓冲元件（半桥）228

12.8 软启动228

12.11 暂态条件229

12.12 计算原边匝数230

12.14 计算副边匝数231

12.13 计算最小原边匝数231

12.16 双倍磁通效应232

12.15 控制和驱动电路232

12.17 习题233

13.2 工作原理235

13.1 导论235

第13章 桥式变换器235

13.3 变压器设计（全桥）238

13.4 变压器设计举例239

13.5 阶梯形饱和243

13.7 强迫磁通密度平衡244

13.6 瞬间饱和影响244

13.8 习题245

14.3 工作原理，单变压器变换器246

14.2 一般工作原理246

第14章 低功率自振荡辅助变换器246

14.1 导论246

14.4 变压器设计247

15.2 工作原理（增益限制开关）250

15.1 导论250

第15章 单变压器双晶体管自振荡变换器250

15.3 限制开关电流251

15.4 选择磁心材料252

15.5 变压器设计（饱和磁心型变换器）253

15.6 习题258

16.2 工作原理259

16.1 导论259

第16章 双变压器自振荡变换器259

16.4 选择磁心尺寸和材料261

16.3 饱和驱动变压器设计261

16.6 习题262

16.5 主功率变压器设计262

17.2 DC-DC变压器概念的基本原理263

17.1 导论263

第17章 DC-DC变压器概念263

17.3 DC-DC变压器举例264

17.4 习题265

18.3 工作原理266

18.2 buck调整器，与DC-DC变换器串联266

第18章 多输出混合调整系统266

18.1 导论266

18.4 buck调整器部分267

18.6 同步混合调整器268

18.5 直流变压器选择268

18.8 习题270

18.7 具有副边后调节的混合调整器270

19.2 工作原理271

19.1 导论271

第19章 占空比控制推挽变换器271

19.3 缓冲元件273

19.4 推挽变换器中的阶梯形饱和274

19.7 双倍磁通275

19.6 推挽变压器设计（一般考虑）275

19.5 磁通密度平衡275

19.8 推挽变压器设计实例276

19.9 习题280

20.1 导论281

第20章 DC-DC开关调整器281

20.2 工作原理284

20.5 电感线圈设计实例290

20.4 开关调整器的电感线圈设计290

20.3 控制和驱动电路290

20.7 纹波调整器291

20.6 常规性能参数291

20.8 习题292

21.2 工作原理293

21.1 导论293

第21章 高频可饱和电抗功率调整器（磁占空比控制）293

21.3 可饱和电抗器功率调整器原理294

21.4 可饱和电抗功率调整器的应用295

21.5 可饱和电抗器品质因数297

21.6 选择合适的磁心材料298

21.7 可饱和电感器的控制299

21.8 电流限制可饱和电抗器调整器300

21.9 推挽可饱和电抗器副边功率控制电路301

21.12 恒流或恒压复位情况（高频不稳定情况）302

21.11 可饱和电抗调整器的一些限制因素302

21.10 可饱和电抗调整器的优点302

21.13 可饱和电抗器的设计303

21.14 设计举例304

21.15 习题305

22.3 恒流电源306

22.2 恒压电源306

第22章 恒流电源306

22.1 导论306

22.4 依从电压307

22.5 习题308

23.2 基本工作（功率部分）309

23.1 导论309

第23章 可调整线性电源309

23.3 驱动电路310

23.4 晶体管消耗的最大功率312

23.6 电压控制和电流限制电路313

23.5 功率损耗的分布313

23.7 控制电路314

23.8 习题316

24.2 可调整开关技术317

24.1 导论317

第24章 开关型可调整电源317

24.3 反激变换器的特殊性质318

24.4 工作原理319

24.6 实际设计中的折中320

24.5 实际限制因数320

24.9 原理方框图（大概描述）321

24.8 对角半桥321

24.7 初始条件321

24.11 各方框的功能323

24.10 系统控制原理323

24.13 小结329

24.12 原边功率限制329

25.1 设计步骤330

第25章 可调整开关电源的变压器设计330

25.3 习题334

25.2 可调频率方式334

1.1 导论335

第1章 开关电源中的电感和扼流圈335

第三部分 应用设计335

1.3 共模型线路滤波电感336

1.2 简单的电感336

1.4 共模型线路滤波电感图解法设计举例（采用E型铁氧体磁心）339

1.5 共模型电感（E型铁氧体磁心）的计算341

1.7 扼流圈（直流偏置的电感）342

1.6 串联型线路输入滤波电感342

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345

1.9 采用AP图解法和计算的方法来设计buck和boost电路中的扼流圈346

1.10 buck型调整器中扼流圈（铁氧体磁心）的AP图解法设计348

1.11 铁氧体磁心和铁粉磁心（棒状）扼流圈354

1.12 习题357

2.1 导论358

第2章 大电流铁粉磁心扼流圈358

2.3 磁心导磁率359

2.2 储能扼流圈359

2.5 面积乘积（AP）图解法设计E型扼流圈（铁粉磁心）360

2.4 带气隙的E型铁粉磁心360

2.6 AP图解法设计E型铁粉磁心扼流圈示例363

3.2 环型磁心首选设计方法368

3.1 导论368

第3章 铁粉环型磁心扼流圈368

3.3 摆幅扼流圈369

3.4 绕组的选择371

3.5 A方案绕组设计举例372

3.8 磁损耗375

3.7 C方案绕组设计举例375

3.6 B方案绕组设计举例375

3.9 总损耗和温升377

3.10 线性环型扼流圈的设计378

附录3.A 面积乘积公式的推导（储能扼流圈）379

附录3.B 填充系数和电阻系数的推导383

附录3.C 图3.3.1所示诺模图的推导386

4.2 变压器尺寸（一般考虑）387

4.1 导论387

第4章 开关型变压器的设计（一般原则）387

4.3 最优效率389

4.4 最优的磁心尺寸和磁通密度摆幅390

4.5 根据面积乘积计算磁心大小391

4.6 原边面积系数Kp392

4.9 频率对变压器尺寸的影响393

4.8 均方根电流系数Kt393

4.7 绕组填充系数Ku393

4.10 磁通密度摆幅AB394

4.11 机构规范对变压器尺寸的影响395

4.12 原边绕组匝数的计算396

4.13 副边绕组匝数的计算397

4.16 趋肤效应和导线的最优厚度398

4.15 导线尺寸398

4.14 半匝绕组398

4.17 绕组拓扑结构401

4.18 温升404

4.21 消除双股线绕组中的击穿故障407

4.20 温升较高时的设计407

4.19 效率407

4.22 RFI屏蔽和安全屏蔽408

4.23 变压器的半匝绕法409

4.24 变压器完工及真空浸渍411

4.25 习题412

附录4.A 变压器设计中AP公式的推导413

附录4.B 高频变压器绕组的趋肤和邻近效应416

5.3 磁心和磁心线轴的参数423

5.2 磁心的大小和最优的磁通密度摆幅423

第5章 利用诺模图优化150W变压器的设计示例423

5.1 导论423

5.5 原边绕组匝数的计算424

5.4 原边绕组匝数的计算424

5.9 副边趋肤效应425

5.8 副边导线的直径425

5.6 原边绕组的趋肤效应425

5.7 副边绕组匝数425

5.12 原边铜损耗426

5.11 设计检验426

5.10 设计注意问题426

5.16 效率427

5.15 温升427

5.13 副边铜损耗427

5.14 磁损耗427

6.2 减小阶梯式趋于饱和效应的方法428

6.1 导论428

第6章 变压器的阶梯式趋于饱和效应428

6.3 占空比控制的推挽式变换器中的强制磁通平衡429

6.4 电流型控制系统中的阶梯式趋向饱和问题431

6.5 习题432

第7章 双倍磁通433

8.2 开关电源不稳定的一些原因434

8.1 导论434

第8章 开关电源的稳定性和控制环路补偿434

8.3 控制环路稳定的方法435

8.6 瞬态测试分析436

8.5 测试步骤436

8.4 稳定性测试方法436

8.8 闭环电源系统伯德图的测量步骤438

8.7 伯德图438

8.9 伯德图的测量设备439

8.10 测试技术440

8.11 开环电源系统伯德图的测量步骤441

8.12 用“差分方法”确定最优补偿特性442

8.13 不稳定性难以解决的原因443

8.14 习题445

9.3 右半平面零点简要说明446

9.2 对右半平面零点动态性的说明446

第9章 右半平面零点446

9.1 导论446

9.4 习题450

10.2 电流型控制的控制原理451

10.1 导论451

第10章 电流型控制的控制方式451

10.3 转换电流型控制为电压控制453

10.5 在连续电感电流变换器拓扑中电流型控制的优点454

10.4 完全能量转换电流型控制反激变换器的性能454

10.6 斜率补偿456

10.7 电感电流连续模式buck调整器的电流型控制优点458

10.8 电流型控制的固有缺点460

10.9 采用电流型控制的推挽式拓扑的磁通平衡462

10.10 电流型控制半桥变换器和其他使用隔直电容器的拓扑充电不平衡引起的不对称463

10.11 小结464

10.12 习题465

11.2 光电耦合器接口电路466

11.1 导论466

第11章 光电耦合器466

11.3 稳定性和噪声灵敏度468

11.4 习题470

12.1 导论471

第12章 开关电源用电解电容器的纹波电流额定值471

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473

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473

12.4 推荐的测试过程474

12.5 习题475

13.3 简单分流器的电阻与电感的比值476

13.2 分流器476

第13章 无感分流器476

13.1 导论476

13.5 低电感分流器结构477

13.4 测量误差477

13.6 习题478

14.2 电流互感器的类型479

14.1 导论479

第14章 电流互感器479

14.3 磁心尺寸和磁化电流（所有类型）480

14.4 电流互感器的设计步骤481

14.5 单向电流互感器设计举例482

14.7 第三种类型，反激式电流互感器485

14.6 第二种类型，推挽应用的交流电流互感器485

14.8 第四种类型，直流电流变流器（DCCT）487

14.9 在反激变换器中应用电流互感器491

15.2 特殊用途的电流探头494

15.1 导论494

第15章 测量用的电流探头494

15.3 单向（不连续）电流脉冲测量用电流探头的设计495

15.5 计算所需要的磁心截面积497

15.4 选择磁心尺寸497

15.6 检查磁化电流误差498

15.9 低频交流电流探头499

15.8 高频交流电流探头499

15.7 电流探头在直流和交流电流中的应用499

15.10 习题500

16.2 高温对半导体寿命和电源故障率的影响501

16.1 导论501

第16章 开关电源的散热管理501

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502

16.4 热电路和等效电气模拟503

16.5 热容量Ch（电容C的模拟）506

16.6 计算结点温度507

16.7 计算热交换器的尺寸508

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”510

16.9 对流、辐射或者传导？512

16.10 热交换器的效率515

16.11 输入功率对热阻的影响516

16.12 热阻和热交换器的面积516

16.13 强迫通风冷却517

16.14 习题518

第四部分 补充内容520

第1章 有源功率因数校正520

1.1 导论520

1.2 功率因数校正基础、误解和事实521

1.3 无源功率因数校正526

1.4 有源功率因数校正529

1.5 其他调整器拓扑结构535

1.6 buck变换器539

1.7 变换器的组合使用541

1.8 功率因数控制的集成电路543

1.9 典型的集成电路控制系统546

1.10 实用设计552

1.11 控制IC的选择556

1.12 功率因数控制部分563

1.13 buck部件驱动级566

1.14 功率元器件568

附录1.A 用于功率因数校正boost电路的扼流圈的设计实例575

电源常用术语580

参考文献591

索引595