開關電源設計與套用

基本介紹

內容簡介

《開關電源設計與套用》適合從事開關電源設計及套用的工程技術人員閱讀參考，也可作為相關專業本科生和研究生的教材或參考書。

作者簡介

劉鳳君，研究員，中國電源學會理事，哈工大畢業後到航天部二院206所工作，現已退休，享受國務院特殊津貼。獲航天部一等功一次，獲國家科技成果三等獎4次，四等獎3次。著書10餘本，發表論文280餘篇。主要出書方向：電源。

序言

前言
所謂高頻開關電源，廣義地說，凡是利用功率半導體器件作為開關，將一種電源形態變成另一種電源形態的主電路都叫做開關變換器電路，利用高頻脈寬調製(PWM)技術或高頻脈衝頻率調製(PFM)技術，在轉變時通過對開關變換器的自動閉環控制來穩定輸出電壓，並具有保護與顯示環節的，則稱為高頻開關電源。
自從20世紀70年代，用高頻開關電源取代線性調節器式電源以來，高頻開關電源得到了很大的發展。40多年來，高頻開關電源的技術進步和發展歷程有三大標誌：①功率半導體開關器件用功率場效應電晶體(MOSFET)和絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)取代了70年代使用的普通功率電晶體；②高頻化PWM與PFM控制技術的套用和軟開關技術的套用；③開關電源系統集成技術的套用。現代的高頻開關電源技術是發展最快、套用最廣泛的一種電力電子電源技術。可以說，凡是用電的電子設備沒有不用開關電源的，如家用電器中的電視機、個人計算機、音響設備、日光燈鎮流器、醫院的醫療設備、通信電源、航空航天電源、UPS電源、變頻器電源、交流電動機的變頻調速電源、攜帶型電子設備的電源等，都要使用高頻開關電源。它的套用面之廣、套用數量之大是任何電力電子電源都無法比擬的。由於高頻開關電源的套用面最廣、套用的數量多，因而從事高頻開關電源研發的工程科技人員也是最多的。由於讀者面廣，所以有關高頻開關電源的科技圖書也出版得較多。但根據讀者的反映，能夠全面系統地介紹現代高頻開關電源技術與設計套用的書卻不多，特別是能反映近幾年高頻開關電源最新技術的書籍更少。電子工業出版社根據讀者要求，準備出版一部能夠全面系統地反映現代高頻開關電源最新技術成就，而且又便於實際設計套用的書，並把這個任務委託給我來完成。我查閱了2000年以來在《電源技術套用》、《電源世界》、中國電源學會全國電源技術年會論文集，以及各出版社出版的有關開關電源的書籍，取其精華編輯成此書。其中，反映了對高頻開關電源理論作出貢獻的蔡宣三教授、張占松教授、黃濟青教授、阮新波教授等人的成就，在此說明並深表感謝!
本書特點：①全面系統地介紹了現代高頻開關電源的最新技術成就，如軟開關技術、同步整流技術、有源功率因數校正技術、並聯繫統的均流技術與熱插拔技術、瞬態建模分析、頻域分析與綜合、最優設計與仿真等；②實用性強，根據本書的內容，可以對各種不同要求、不同類型的高頻開關電源進行研發設計。書中介紹了各種不同類型高頻開關電源的設計方法與製作工藝，其中包括可行設計、仿真設計和最優設計。特別是對高頻開關變壓器與電感器的設計及繞制，書中分別介紹了兩種設計方法及實際設計計算實例，以及平面變壓器的設計等。
本書共有16章。
第1章引論，介紹了高頻開關電源的誕生、結構和定義，高頻化的進程與發展趨勢。
第2章介紹了PWM DC/DC變換器，包括PWM DC/DC變換器的基本電路類型及其等效電路，各基本電路之間的對偶關係、演化與級聯。
第3章介紹了PWM DC/DC變換器的原理及基本電量關係，連續工作模式與斷續工作模式，正激與反激、半橋與全橋、隔離式與非隔離式等。
第4章介紹了高頻開關變換器的吸收電路與軟開關技術，如ZVS與ZCS等。
第5章介紹了有源鉗位技術與移相控制ZVS PWM變換器。
第6章介紹了高頻開關變換器中的磁性元件，包括變壓器、直流脈衝互感器與電感器的原理、功能與設計及繞制方法。
第7章介紹了高頻開關變換器的輸出同步整流技術。
第8章介紹了有源功率因數校正技術及PFC整流器的SPWM節能控制。
第9章介紹了高頻開關變換器的控制電路與驅動電路。
第10章介紹了開關電源設計中的兩項新技術、智慧型開關與低輸入電壓或高輸入電壓的VRM。
第11章介紹了高頻開關電源並聯的均流技術與熱插拔控制晶片ISL6140。
第12章介紹了開關電源的瞬態建模與分析。
第13章介紹了開關電源的頻域分析與綜合。
第14章介紹了開關電源的EMC設計、可靠性設計、熱設計和最優設計與仿真的方法。
第15章介紹了開關電源的可行設計、最優設計和仿真設計的實際套用舉例、與開關電源的封裝設計。
第16章介紹了電子鎮流器、LED照明驅動器、攜帶型電子設備的低壓輸入變換器的原理與設計，並增加了凌特公司變換器的內容。
從以上的內容介紹可知，現代高頻開關電源技術所涉及的內容是十分複雜與廣泛的，它橫跨了三個學科：微電子學的智慧型化專用積體電路晶片、快速高性能的功率半導體開關器件和磁性器件如變壓器、電感器所用磁芯材料及繞制工藝。開關電源已經廣泛地套用在國民經濟和人類生活的各個領域，對開關電源使用的要求越來越嚴格。因而促使開關電源技術的發展速度越來越快，但是相關圖書的出版總是落後於技術的發展。此外，不少的文獻資料由於某些原因可能會被遺漏而沒有反映在參考文獻中，已被吸入到書中的內容也可能會有不足和錯誤之處，敬請廣大的讀者批評指正，作者在此表示衷心的感謝!
編著者

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