开关电源论文参考文献

第1章基本拓扑引言——线性调整器和Buck、Boost及反相开关型调整器线性调整器——耗能型调整器基本工作原理线性调整器的缺点串接晶体管的功率损耗线性调整器的效率与输出电压的关系串接PNP型晶体管的低功耗线性调整器开关型调整器拓扑开关型调整器调整器的主要电流波形调整器的效率调整器的效率（考虑交流开关损耗）理想开关频率的选择设计例子输出电容有直流隔离调整输出的Buck调整器的电压调节开关调整器拓扑基本原理调整器的不连续工作模式调整器的连续工作模式不连续工作模式的Boost调整器的设计调整器与反激变换器的关系反极性Boost调整器基本工作原理反极性调整器设计关系参考文献第2章推挽和正激变换器拓扑引言推挽拓扑基本原理（主/辅输出结构）辅输出的输入—负载调整率辅输出电压偏差主输出电感的最小电流限制推挽拓扑中的磁通不平衡（偏磁饱和现象）磁通不平衡的表现磁通不平衡的测试磁通不平衡的解决方法功率变压器设计初/次级绕组的峰值电流及有效值电流开关管的电压应力及漏感尖峰功率开关管损耗推挽拓扑输出功率及输入电压的限制输出滤波器的设计正激变换器拓扑基本工作原理输出/输入电压与导通时间和匝数比的设计关系辅输出电压次级负载、续流二极管及电感的电流初级电流、输出功率及输入电压之间的关系功率开关管最大关断电压应力实际输入电压和输出功率限制功率和复位绕组匝数不相等的正激变换器正激变换器电磁理论功率变压器的设计输出滤波器的设计双端正激变换器拓扑基本原理设计原则及变压器的设计交错正激变换器拓扑基本工作原理、优缺点和输出功率限制变压器的设计输出滤波器的设计参考文献第3章半桥和全桥变换器拓扑引言半桥变换器拓扑工作原理半桥变换器磁设计输出滤波器的设计防止磁通不平衡的隔直电容的选择半桥变换器的漏感问题半桥变换器与双端正激变换器的比较半桥变换器实际输出功率的限制全桥变换器拓扑基本工作原理全桥变换器磁设计输出滤波器的计算变压器初级隔直电容的选择第4章反激变换器引言反激变换器基本工作原理反激变换器工作模式断续工作模式输入电压、输出电压及导通时间与输出负载的关系断续模式向连续模式的过渡反激变换器连续模式的基本工作原理设计原则和设计步骤步骤1：确定初/次级匝数比步骤2：保证磁心不饱和且电路始终工作于DCM模式步骤3：根据最小输出电阻及直流输入电压调整初级电感步骤4：计算开关管的最大电压应力和峰值电流步骤5：计算初级电流有效值和导线尺寸步骤6：次级电流有效值和导线尺寸断续模式下的反激变换器的设计实例反激拓扑的电磁原理铁氧体磁心加气隙防止饱和采用MPP磁心防止饱和反激变换器的缺点交流输入反激变换器连续模式反激变换器的设计原则输出电压和导通时间的关系输入、输出电流与功率的关系最小直流输入时连续模式下的电流斜坡幅值断续与连续模式反激变换器的设计实例交错反激变换器交错反激变换器次级电流的叠加双端（两开关管）断续模式反激变换器应用场合基本工作原理双端反激变换器的漏感效应参考文献第5章电流模式和电流馈电拓扑简介电流模式控制电流馈电拓扑电流模式控制电流模式控制的优点电流模式和电压模式控制电路的比较电压模式控制电路电流模式控制电路电流模式优点详解输入网压的调整防止偏磁在小信号分析中可省去输出电感简化反馈环设计负载电流调整原理电流模式的缺点和存在的问题恒定峰值电流与平均输出电流的比例问题对输出电感电流扰动的响应电流模式的斜率补偿用正斜率电压的斜率补偿斜率补偿的实现电压馈电和电流馈电拓扑的特性比较引言及定义电压馈电PWM全桥变换器的缺点电压馈电全桥拓扑基本工作原理电压馈电全桥拓扑的优点电压馈电PWM全桥电路的缺点电流馈电全桥拓扑——基本工作原理反激电流馈电推挽拓扑（Weinberg电路）参考文献第6章其他拓扑谐振拓扑概述和ASCR的基本工作原理利用谐振正弦阳极电流关断SCR的单端谐振逆变器拓扑谐振桥式拓扑概述串联负载SCR半桥谐振变换器的基本工作原理串联负载SCR半桥谐振变换器的设计计算串联负载SCR半桥谐振变换器的设计实例并联负载SCR半桥谐振变换器单端SCR谐振变换器拓扑的设计变换器拓扑概述变换器的基本工作原理输出/输入电压比与开关管Q1导通时间的关系和L2的电流变化率消除输入电流纹波的措施变换器的隔离输出小功率辅助电源拓扑概述辅助电源的接地问题可供选择的辅助电源辅助电源的典型电路振荡器辅助电源的基本工作原理作为辅助电源的简单反激变换器作为辅助电源的Buck调节器(输出带直流隔离)参考文献第7章变压器及磁性元件设计引言变压器磁心材料与几何结构、峰值磁通密度的选择几种常用铁氧体材料的磁心损耗与频率和磁通密度的关系铁氧体磁心的几何尺寸峰值磁通密度的选择磁心最大输出功率、峰值磁通密度、磁心和骨架面积及线圈电流密度的选择变换器拓扑输出功率公式的推导推挽变换器输出功率公式的推导半桥拓扑输出功率公式的推导全桥拓扑输出功率公式的推导以查表的方式确定磁心和工作频率变压器温升的计算变压器中的铜损引言集肤效应集肤效应——定量分析不同规格的线径在不同频率下的交/直流阻抗比矩形波电流的集肤效应[14 ]邻近效应引言：利用面积乘积（AP）法进行电感及磁性元件设计法的优点电感器设计信号级小功率电感输入滤波电感设计举例：60Hz共模输入滤波电感差模输入滤波电感磁学：扼流线圈简介——直流偏置电流很大的电感公式、单位和图表有磁化直流偏置的磁化曲线特征磁场强度增加扼流圈电感或者额定直流偏置量的方法磁通密度Δ气隙的作用温升磁设计——扼流圈磁心材料简介适用于低交流应力场合的扼流圈材料适用于高交流应力场合的扼流圈材料适用于中等范围的扼流圈材料磁心材料饱和特性磁心材料损耗特性材料饱和特性材料磁导率参数材料成本确定最佳的磁心尺寸和形状磁心材料选择总结磁学：扼流圈设计例子扼流圈设计例子：加了气隙的铁氧体磁心步骤一：确定20%纹波电流需要的电感量步骤二：确定面积乘积（AP）步骤三：计算最小匝数步骤四：计算磁心气隙步骤五：确定最佳线径步骤六：计算最佳线径步骤七：计算绕组电阻步骤八：确定功率损耗步骤九：预测温升——面积乘积法步骤十：核查磁心损耗磁学：用粉芯磁心材料设计扼流圈——简介影响铁粉芯磁心材料选择的因素粉芯材料的饱和特性粉芯材料的损耗特性铜耗——低交流应力时限制扼流圈设计的因素磁心损耗——高交流应力时限制扼流圈设计的因素中等交流应力时的扼流圈设计磁心材料饱和特性磁心的几何结构材料成本扼流圈设计例子：用环形Kool Mμ材料设计受铜耗限制的扼流圈引言根据所储存能量和面积乘积法选择磁心尺寸受铜耗限制的扼流圈设计例子用各种E形粉芯设计扼流圈的例子引言第一个例子：用#40E形铁粉芯材料设计扼流圈第二个例子：用#8E形铁粉芯磁心设计扼流圈第三个例子：用#60 E形Kool Mμ磁心设计扼流圈变感扼流圈设计例子：用E形Kool Mμ磁芯设计受铜耗限制的扼流圈变感扼流圈变感扼流圈设计例子参考文献第8章双极型大功率晶体管的基极驱动电路引言双极型晶体管的理想基极驱动电路的主要目标导通期间足够大的电流导通瞬间基极过驱动峰值输入电流关断瞬间反向基极电流尖峰关断瞬间基射极间的-1~-5V反向电压尖峰贝克（Baker）钳位电路（能同时满足高、低β值的晶体管工作要求的电路）对驱动效率的改善变压器耦合的贝克（Baker）钳位电路钳位的工作原理使用变压器耦合的Baker钳位电路结合集成变压器的Baker钳位达林顿管（Darlington）内部的Baker钳位电路比例基极驱动其他类型的基极驱动电路参考文献第9章MOSFET和IGBT及其驱动电路概述概述电源工业的变化对新电路设计的影响管的基本工作原理管的输出特性（Id-Vds）管的通态阻抗rds(on)管的输入阻抗米勒效应和栅极电流计算栅极电压的上升和下降时间已获得理想的漏极电流上升和下降时间管栅极驱动电路管rds温度特性和安全工作区管栅极阈值电压及其温度特性管开关速度及其温度特性管的额定电流管并联工作推挽拓扑中的MOSFET管管的最大栅极电压管源漏极间的体二极管绝缘栅双极型晶体管（IGBT）概述选择合适的构造概述工作特性并联使用技术参数和最大额定值静态电学特性动态特性温度和机械特性参考文献第10章磁放大器后级调节器引言线性调整器和Buck后级调整器磁放大器概述用作快速开关的方形磁滞回线磁心磁放大器中的关断和导通时间磁放大器磁心复位及稳压利用磁放大器关断辅输出方形磁滞回线磁心特性和几种常用磁心磁心损耗和温升的计算设计实例——磁放大器后级整流磁放大器的增益推挽电路的磁放大器输出磁放大器脉宽调制器和误差放大器磁放大器脉宽调制及误差放大器电路参考文献第11章开关损耗分析与负载线整形缓冲电路设计引言无缓冲电路的晶体管的关断损耗关断缓冲电路缓冲电路中电容的选择设计范例——RCD缓冲电路接电源正极的RCD缓冲电路无损缓冲电路负载线整形（减少尖峰电压以防止晶体管二次击穿的缓冲器）变压器无损缓冲电路参考文献第12章反馈环路的稳定引言系统振荡原理电路稳定的增益准则电路稳定的增益斜率准则输出LC滤波器的增益特性（输出电容含/不含ESR）脉宽调制器的增益输出滤波器加调制器和采样网络的总增益误差放大器幅频特性曲线的设计误差放大器的传递函数、极点和零点零点、极点频率引起的增益斜率变化规则只含单零点和单极点的误差放大器传递函数的推导根据2型误差放大器的零点、极点位置计算相移考虑ESR时LC滤波器的相移设计实例——含有2型误差放大器的正激变换器反馈环路的稳定性型误差放大器的应用及其传递函数型误差放大器零点、极点位置引起的相位滞后型误差放大器的原理图、传递函数及零点、极点位置设计实例——通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器型误差放大器元件的选择反馈系统的条件稳定不连续模式下反激变换器的稳定从误差放大器端到输出电压节点的直流增益不连续模式下反激变换器的误差放大器输出端到输出电压节点的传递函数不连续模式下反激变换器误差放大器的传递函数设计实例——不连续模式下反激变换器的稳定跨导误差放大器参考文献第13章谐振变换器引言谐振变换器谐振正激变换器某谐振正激变换器的实测波形谐振变换器的工作模式不连续模式和连续模式；过谐振模式和欠谐振模式连续模式下的谐振半桥变换器并联谐振变换器（PRC）和串联谐振变换器（SRC）连续模式下串联负载和并联负载谐振半桥变换器的交流等效电路和增益曲线连续模式（CCM）下串联负载谐振半桥变换器的调节连续模式下并联负载谐振半桥变换器的调节连续模式下串联/并联谐振变换器连续模式下零电压开关准谐振变换器谐振电源小结参考文献第14章开关电源的典型波形引言正激变换器波形额定负载下测得的Vds和Id的波形额定负载下的Vdc和Ids的波形导通/关断过程中漏源极间电压和漏极电流的重叠漏极电流、漏源极间的电压和栅源极间的电压波形的相位关系变压器的次级电压、输出电感电流的上升和下降时间与功率晶体管漏源电压波形图中的正激变换器的PWM驱动芯片（UC3525A）的关键点波形推挽拓扑波形概述最大、额定及最小电源电压下，负载电流最大时变压器中心抽头处的电流和开关管漏源极间的电压两开关管Vds的波形及死区期间磁心的磁通密度栅源极间电压、漏源极间电压和漏极电流的波形漏极处的电流探头与变压器中心抽头处的电流探头各自测量得到的漏极电流波形的比较输出纹波电压和整流器阴极电压开关管导通时整流器阴极电压的振荡现象开关管关断时下降的漏极电流和上升的漏源极间电压重叠产生的交流开关损耗最大输出功率下漏源极间电压和在变压器中心抽头处测得的漏极电流的波形最大输出功率下的漏极电流和漏极电压的波形最大输出功率下两开关管漏源极间电压的波形输出电感电流和整流器阴极电压的波形输出电流大于最小输出电流时输出整流器阴极电压的波形栅源极间电压和漏极电流波形的相位关系整流二极管（变压器次级）的电流波形由于励磁电流过大或直流输出电流较小造成的每半周期两次“导通”的现象功率高于额定最大输出功率15%时的漏极电流和漏极电压的波形开关管死区期间的漏极电压振荡反激拓扑波形引言满载情况下，输入电压为其最小值、最大值及额定值时漏极电流和漏源极间电压的波形输出整流器输入端的电压和电流波形开关管关断瞬间缓冲器电容的电流波形参考文献第15章功率因数及功率因数校正功率因数开关电源的功率因数校正校正功率因数的基本电路用于功率因数校正的连续和不连续工作模式Boost电路对比连续工作模式下Boost变换器对输入网压变化的调整连续工作模式下Boost变换器对负载电流变化的调整用于功率因数校正的集成电路芯片功率因数校正芯片Unitrode 用UC3854实现输入电网电流的正弦化使用UC3854保持输出电压恒定采用UC3854芯片控制电源的输出功率采用UC3854芯片的Boost电路开关频率的选择输出电感L1的选择输出电容的选择的峰值电流限制设计稳定的UC3854反馈环 MC34261功率因数校正芯片 MC34261的详细说明（图）的内部逻辑及结构（图和图）开关频率和L1电感量的计算电流检测电阻（R9）和乘法器输入电阻网络（R3和R7）的选择参考文献第16章电子镇流器——应用于荧光灯的高频电源引言：电磁镇流器荧光灯的物理特性和类型电弧特性在直流电压下的电弧特性交流驱动的荧光灯带电子镇流器荧光灯的伏安特性电子镇流器电路逆变器的一般特性逆变器拓扑电流馈电式推挽拓扑电流馈电式推挽拓扑的电压和电流电流馈电拓扑中的“电流馈电”电感的幅值电流馈电电感中具体磁心的选择电流馈电电感线圈的设计电流馈电拓扑中的铁氧体磁心变压器电流馈电拓扑的环形磁心变压器电压馈电推挽拓扑电流馈电并联谐振半桥拓扑电压馈电串联谐振半桥拓扑电子镇流器的封装参考文献第17章用于笔记本电脑和便携式电子设备的低输入电压变换器引言低输入电压芯片变换器供应商凌特（Linear Technology）公司的Boost和Buck变换器凌特LT1170 Boost变换器 Boost变换器的主要波形变换器的热效应 Boost变换器的其他应用其他类型高功率Boost变换器变换器的元件选择凌特Buck变换器系列 Buck变换器的其他应用高效率、大功率Buck变换器凌特大功率Buck变换器小结凌特低功率变换器反馈环的稳定性公司的变换器芯片由芯片产品构成的分布式电源系统