本書是介紹開關電源技術的實用指導手冊。全書共分四部分, 70章。主要內(nèi)容包括常用離線開關電源的功能與基本要求、設計原理與實踐、實用設計和交流功率因數(shù)校正等。本書敘述簡潔,提供了大量的線路圖和波形圖, 并給出了不多見的諾模圖, 方便讀者分析和設計。
前言
KeithBillings在20多年前就意識到許多工程師希望出版一本開關電源方面的通用手冊,于是編寫了本書第1版。本書實用性強,通俗易懂,包含了當今許多常用的技術,同時也介紹了最新的發(fā)展動態(tài)。作者將以往學生和初級工程師在學習此門課程中最為關心的問題進行了綜合,并根據(jù)自己在處理這些問題中積累的經(jīng)驗,通過一些簡單易懂的設計實例,對該主題進行了最為直接的討論,書中所列舉的例子不需讀者事先具備相關的知識。本書還詳細介紹了繞線元件的設計,繞線元件直接關系著系統(tǒng)的性能,不過并不太容易理解。在第3版中,作者繼續(xù)采用前兩版中廣受歡迎的易于接受、非學術性、將簡單理論和數(shù)學分析相結(jié)合的編寫風格,為了簡單起見,還在完全嚴格的書寫方式上作出了取舍。因此,最新版理應再次得到包括學生、初級工程師、感興趣的非專業(yè)使用者和專業(yè)電源工程師在內(nèi)的廣大讀者的青睞。
新版既有簡單的系統(tǒng)說明(包括典型的規(guī)格和性能參數(shù)),也有最終元件、散熱以及電路設計和評估,還包括諧振與準諧振系統(tǒng)、高效率大容量移相調(diào)制變換器等新的內(nèi)容。同前兩版一樣,為了簡化設計,本書在很多情況下使用了諾模圖,其中很多方法是由作者本人在使用諾模圖時改進的。一些更深層次的理論包含在附錄中,想進一步深入了解的讀者可以查閱附錄和書后參考文獻所列的一些優(yōu)秀的專業(yè)圖書和論文。
自20世紀70年代以來,開關電源應用設計從最初的被人們所忽視的“秘技”發(fā)展成了一門精確的工程科學。電子元件縮微化和太空探索的迅猛發(fā)展使得對小而高效的電源處理設備的需求不斷增加。最近幾年,這種需求已經(jīng)引起了許多全球最卓越的電子工程師的關注。隨著研究和發(fā)展的深入,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了很多創(chuàng)新,拓撲也隨之愈加復雜。
到目前為止,還沒有哪個單一的“理想系統(tǒng)”能滿足所有的需要。每一種拓撲都會有相應的優(yōu)缺點,對于特定的應用,為了確定其最優(yōu)的方法,電源設計者需要具備相應的技能和經(jīng)驗,能夠找出最合適的拓撲結(jié)構的規(guī)格需求。
現(xiàn)代開關電源在更復雜的處理系統(tǒng)中只占相當小的部分,因此,除了提供電器元件所必需的電壓和電流外,開關電源還提供了其他一些輔助的功能,例如電源良好信號(顯示當前輸出均在其指定的范圍內(nèi))、電源故障報警信號(提供高級的電源故障報警)和溫度過高時的保護功能(當系統(tǒng)溫度過高時,此功能將會停止系統(tǒng)的工作進程以避免造成損壞)。此外,開關電源能根據(jù)外部信號進行開關轉(zhuǎn)換。限壓和限流電路將會保護電源,使其避免在故障條件下工作。對于敏感負載要使用過壓保護,在某些特殊的應用中,要使開關頻率與外部時鐘頻率同步。因此,電源設計人員必須理解并有能力滿足許多相關的要求。
......
致謝
沒有人是孤立存在的。我們的進步不僅僅是自己努力的結(jié)果,也是我們利用周圍人的成果和站在前人肩上的結(jié)果。為此本書中列出了許多參考文獻,我要感謝它們的作者。在這里我要強調(diào)的是,還有許許多多的參考文獻應該列舉出來,但查詢知識點的出處確實是一件艱巨的工作,對此遺漏我深表歉意。
我要感謝對本書第3版做出貢獻的人員,特別感謝我工程上的同事和合著者TaylorMorey,他用了大量的時間仔細校對了新稿和其中的計算,并且撰寫了新版第四部分的第4章和第5章。感謝Unitrode公司和LloydH.Dixon,Jr.,允許我們使用他在“右半平面零點”方面的研究成果。感謝德州儀器公司允許我們使用其應用資料。感謝McGraw Hill公司的編輯和員工,他們?yōu)楸緯某霭孀隽舜罅康墓ぷ鳌?br />
KeithBillings
第一部分 常用離線開關電源的
功能和基本要求
第1章 基本要求概述 1
第2章 交流電力線的浪涌保護 11
第3章 開關電源的電磁干擾 21
第4章 靜電屏蔽 31
第5章 熔斷器選擇 36
第6章 離線開關電源的整流與電容輸入濾波 39
第7章 浪涌控制 53
第8章 啟動方法 56
第9章 軟啟動與低壓禁止 59
第10章 接通電壓過沖抑制 63
第11章 過壓保護 66
第12章 欠壓保護 76
第13章 過載保護 81
第14章 折返輸出限流 85
第15章 高壓雙極型晶體管基極驅(qū)動的基本條件 91
第16章 雙極型晶體管的比例驅(qū)動電路 95
第17章 高壓晶體管的抗飽和技術 99
第18章 緩沖網(wǎng)絡 101
第19章 交叉導通 109
第20章 輸出濾波器 113
第21章 供電故障報警電路 123
第22章 多輸出變換器的輔助輸出電壓的中心校正 130
第23章 輔助電源系統(tǒng) 133
第24章 穩(wěn)壓電源的并聯(lián)工作 148
第二部分 設計: 理論與實踐
第1章 多輸出反激開關電源 153
第2章 反激變壓器設計———針對離線反激式開關電源 163
第3章 減小晶體管開關應力 174
第4章 選擇反激變換器功率元件 178
第5章 對角半橋反激變換器 183
第6章 自激振蕩直接離線反激變換器 187
第7章 應用電流型控制的反激
第8章 離線單端正激變換器 198
第9章 正激變換器的變壓器設計 202
第10章 對角半橋正激變換器 209
第11章 對角半橋正激變換器變壓器設計 212
第12章 半橋推挽占空比控制變換器 217
第13章 橋式變換器 226
第14章 低功率自激振蕩輔助變換器 236
第15章 單變壓器雙晶體管自激振蕩變換器 240
第16章 雙變壓器自激振蕩變換器 249
第17章 DC-DC變壓器概念 253
第18章 多輸出混合調(diào)整系統(tǒng) 256
第19章 占空比控制推挽變換器 261
第20章 DC-DC開關變換器 270
第21章 高頻可飽和電抗功率調(diào)節(jié)器(磁占空比控制) 280
第22章 恒流電源 292
第23章 可調(diào)線性電源 295
第24章 可調(diào)開關電源 302
第25章 可調(diào)開關電源的變壓器設計 314
第三部分 應用設計
第1章 開關電源中的電感和扼流圈 319
第2章 大電流鐵粉磁心扼流圈 340
第3章 鐵粉環(huán)型磁心扼流圈 349
附錄3.A 面積乘積公式的推導(儲能扼流圈) 358
附錄3.B 填充系數(shù)和電阻系數(shù)的推導 362
附錄3.C 圖3.3.1所示諾模圖的推導 364
第4章 開關型變壓器的設計(一般原則) 365
附錄4.A 變壓器設計中AP 公式的推導 388
附錄4.B 高頻變壓器繞組的集膚和鄰近效應 391
第5章 利用諾模圖優(yōu)化150W 變壓器的設計示例 398
第6章 變壓器的階梯式趨于飽和效應 403
第7章 雙倍磁通 407
第8章 開關電源的穩(wěn)定性和控制環(huán)路補償 408
第9章 右半平面零點 419
第10章 電流型控制的控制方式 424
第11章 光電耦合器 437
第12章 開關電源用電解電容器的紋波電流額定值 441
第13章 無感分流器 445
第14章 電流互感器 448
第15章 測量用的電流探頭 461
第16章 開關電源的散熱管理 467
第四部分 補充內(nèi)容
第1章 有源功率因數(shù)校正 483
附錄1.A 用于功率因數(shù)校正升壓電路的扼流圈的設計實例 532
第2章 硬開關的優(yōu)缺點以及全諧振式開關電源 536
第3章 準諧振式開關變換器 550
第4章 全諧振式自激振蕩電流型MOSFET型正弦波變換器 579
第5章 單一電壓控制的寬范圍正弦波振蕩器 587
電源常用術語 591
參考文獻 601
書單推薦
