開關電源控制環路設計

開關電源控制環路設計

《開關電源控制環路設計》是2019年機械工業出版社出版的圖書,作者是[法] 克里斯多夫·巴索(Christophe Basso) 譯者是張軍明、 張龍龍。

基本介紹

  • 中文名:開關電源控制環路設計
  • 作者:[法] 克里斯多夫·巴索(Christophe Basso)
  • 譯者:張軍明、 張龍龍
  • 出版社:機械工業出版社
  • ISBN:9787111637233
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

《開關電源控制環路設計》共分九章,系統闡述了開關電源的控制環路設計和穩定性分析。第1~3章介紹了環路控制的基礎知識,包括傳遞函式、零極點、穩定性判據、穿越頻率、相位裕度、增益裕度以及動態性能等;第4章介紹了多種補償環節的設計方法;第5~7章分別介紹了基於運放、跨導型運放以及TL431的補償電路設計方法,將理論知識與實際套用密切關聯;第8章介紹了基於分流調節器的補償器設計;第9章介紹了傳遞函式、補償環節與控制環路伯德圖的測試原理和方法。本書將電源環路控制的知識點進行了系統的匯總和歸納,實用性強,是一本非常的電源控制環路設計的著作。
《開關電源控制環路設計》適合電源工程師、初步具備電力電子技術或者開關電源基礎的讀者,可以較為系統地了解開關電源控制環路設計的理論知識、分析方法、工程實踐設計以及測試分析等,在工程實踐的基礎上,大大提高理論分析水平和設計能力。《開關電源控制環路設計》也可作為電力電子與電力傳動相關學科研究生的教學參考用書。

圖書目錄

目錄
譯者序
原書序
前言
致謝
本書所用的變數和縮略語
本書運算中的數字和前綴
第1章環路控制基礎
11開環系統
111擾動
12控制的必要性——閉環系統
13時間常數的概念
131時間常數的套用
132比例環節
133微分環節
134積分環節
135比例積分微分環節
14反饋控制系統的性能
141暫態或穩態
142階躍信號
143正弦信號
144伯德圖
15傳遞函式
151拉普拉斯變換
152激勵和回響信號
153一個簡單的範例
154組合傳遞函式的伯德圖
16總結
精選參考書目
第2章傳遞函式
21傳遞函式的表示
211正確書寫傳遞函式
2120dB穿越極點
22根的求解
221觀察法找極點和零點
222極點、零點和時間常數
23動態回響和根
231根的變化
24s平面和動態回響
241複平面上的根軌跡
25右半平面的零點
251一個兩步轉換過程
252電感電流斜率的限制
253使用平均模型來顯示RHP零點效應
254Boost變換器的右半平面零點
26結論
參考文獻
附錄2A確定橋式輸入阻抗
附錄2B使用Mathcad繪製埃文斯軌跡
附錄2C亥維賽展開公式
附錄2D使用SPICE畫出右半平面零點
第3章控制系統的穩定性判據
31建立一個振盪器
311工作原理
32穩定性判據
321增益裕度和條件穩定
322最小和非最小相位系統
323奈奎斯特圖
324從奈奎斯特圖中提取基本信息
325模值裕度
33動態(暫態)回響、品質因數和相位裕度
331二階RLC電路
332二階系統的瞬態回響
333相位裕度和品質因數
334開環系統相位裕度測量
335開關變換器的相位裕度
336變換器的控制延時
337拉普拉斯域中的延時
338延時裕度與相位裕度
34選取穿越頻率
341簡化的Buck電路
342閉環下的輸出阻抗
343穿越頻率處的閉環輸出阻抗
344縮放參考值以獲得所需要的輸出
345進一步提高穿越頻率
35總結
參考文獻
第4章補償
41PID 補償
411拉普拉斯域的PID表達式
412PID補償器的實際實現
413PI補償器的實際實現
414PID在Buck變換器中的套用
415具有PID補償的Buck變換器瞬態回響
416設定值固定:調節器
417具有諧振峰的輸出阻抗回響曲線
42基於零極點配置補償變換器
421簡易參數設計步驟
422被控對象傳遞函式
423積分環節消除靜態誤差
424積分調節器:1型補償器
425穿越頻率處相位補償
426配置極點和零點進行相位補償
427用一對零/極點實現90°相位提升
428用一對零/極點調整中頻段增益:2型補償器
4292型補償器的設計實例
4210使用雙重零/極點對實現180°的相位提升
4211使用雙重零/極點調整中頻段增益:3型補償器
42123型補償器的設計實例
4213選擇合適的補償器類型
4214用於Buck變換器的3型補償器
43輸出阻抗整形
431使輸出阻抗呈阻性
44結論
參考文獻
附錄4A利用快速分析技術得到Buck變換器的輸出阻抗
附錄4B根據伯德圖的群延時計算品質因數
附錄4C利用仿真或者數學求解器來獲得相位
附錄4D開環增益和原點處極點對基於運算放大器的傳遞函式的影響
附錄4E補償器結構小結
第5章基於運算放大器的補償器
511型補償器(原點極點補償)
511設計實例
522型補償器:一個原點處極點,以及一個零極點對
521設計實例
532a型補償器:原點處極點和一個零點
531設計實例
542b型補償器:靜態增益和一個極點
541設計實例
552型補償器:基於光電耦合器隔離的結構形式
551光電耦合器與運算放大器直接連線,光電耦合器採用共發射極接法
552設計實例
553光電耦合器與運算放大器直接連線,光電耦合器採用共集電極接法
554光電耦合器與運算放大器直接連線,共發射極接法和UC384X連線
555光電耦合器與運算放大器採用有快速通道的下拉接法
556設計實例
557光電耦合器與運算放大器採用有快速通道的下拉接法,共發射極接法
和UC384X
558光電耦合器與運算放大器採用無快速通道的下拉接法
559設計實例
5510光電耦合器與運算放大器在CCCV雙環控制中的套用
5511設計實例
562型補償器:極點和零點重合,簡化成隔離型1型補償器
561設計實例
572型補償器:略有不同的結構形式
583型補償器:原點處極點和兩個零/極點對
581設計實例
593型補償器:基於光電耦合器隔離的結構形式
591光電耦合器與運算放大器直接連線,光電耦合器採用共集電極接法
592設計實例
593光電耦合器與運算直接連線,光電耦合器採用共發射極接法
594光電耦合器與運算放大器直接連線,共發射極接法和UC384X連線
595光電耦合器與運算放大器採用有快速通道的下拉接法
596設計實例
597光電耦合器與運算放大器採用無快速通道的下拉接法
598設計實例
510結論
參考文獻
附錄5A圖片匯總
附錄5B使用k因子自動計算元件參數
附錄5C光電耦合器
第6章基於跨導型運算放大器的補償器
611型補償器:原點處極點
611設計實例
622型補償器:原點處極點與一個零極點對
621設計實例
63光電耦合器與OTA:一種緩衝的連線方式
631設計實例
643型補償器:原點處極點與兩個零極點對
641設計實例
65結論
附錄6A圖片匯總
第7章基於TL431的補償器
71集成內部基準的TL431工作原理
711參考電壓
712偏置電流
72TL431的偏置對增益的影響
73另一種TL431的偏置方式
74TL431的偏置:取值限制
75快速通道
76禁用快速通道
771型補償:一個原點處極點,共發射極連線
771設計實例
781型補償:共集電極配置
792型補償:一個原點處的極點以及一個零/極點對
791設計實例
7102型補償器:共發射極結構與UC384X配合
7112型補償器:共集電極結構與UC384X配合
7122型補償器:禁用快速通道
7121設計實例
7133型補償器:原點處極點和兩個零/極點對
7131設計實例
7143型補償器:原點處極點和兩個零/極點對,無快速通道
7141設計實例
715交流小信號回響的測試
716基於穩壓管的隔離型補償器
7161設計實例
717基於穩壓管的非隔離型補償器
718基於穩壓管的非隔離型補償器:低成本實現方法
719總結
參考文獻
附錄7A圖片匯總
附錄7B第二級LC濾波器
第8章基於分流調節器的補償器
812型補償:一個原點處極點加一個零/極點對
811設計實例
823型補償:一個原點處極點加兩個零/極點對
821設計實例
833型補償:一個原點處極點加兩個零點/極點對——無快速通道
831設計實例
84基於穩壓管的隔離型補償器
841設計實例
85結論
參考文獻
附錄8A圖片匯總
第9章系統測量與設計實例
91測量控制系統的傳遞函式
911有偏置點損耗的開環方法
912無偏置點損耗的功率級傳遞函式
913系統僅在交流輸入下處於開環狀態
914注入點處的電壓變化
915注入點處的阻抗
916緩衝
92設計實例1:正激直流直流變換器
921參數變遷
922電氣原理圖
923提取功率電路傳遞函式的交流回響
924變換器的補償器設計
93設計實例2:線性穩壓器
931獲取功率電路的傳遞函式
932穿越頻率的選擇和補償器的設計
933瞬態回響測量
94設計實例3:CCM電壓模式升壓變換器
941功率電路傳遞函式
942變換器的補償器設計
943繪製環路增益的伯德圖
95設計實例4:原邊調節的反激式變換器
951傳遞函式推導
952驗證等式
953穩定變換器
96設計實例5:輸入濾波器補償
961負增量阻抗(負輸入阻抗)
962建立振盪器
963振盪抑制
97結論
參考文獻
後記

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