高频开关变换技术教程 (平装) 7111316649,978711131

《高频开关变换技术教程》系统地论述了基本高频开关功率变换器的工作原理、理论计算过程、各种实际应用及设计方法，让读者能够掌握基本的高频开关功率变换器的设计与计算。在此基础上，《高频开关变换技术教程》还系统地论述了高频软开关技术的工作原理、理论计算和实际工程应用的设计方法。《高频开关变换技术教程》还论述了反馈控制、小信号分析方面的内容，从而让读者能在实际工程应用中掌握小信号、反馈控制的测量、分析和校正方面的技术。作为一本工程技术人员的参考书，《高频开关变换技术教程》还给出了磁性元件、PWM控制芯片等的一些参考图表、数据，供读者设计高频开关功率变换器时参考。《高频开关变换技术教程》可供电子、信息、通信、仪表专业本科、专科学生使用，也可以作为电子工程技术人员的设计参考用书。 《高频开关变换技术教程》是高等学校试用教材。 第一章 基本开关型变换器主电路拓扑4 第一节 Buck变换器4 一、工作原理4 二、电路各点的波形5 三、主要概念与关系式5 四、稳态特性与元器件参数的量化10 第二节 Boost变换器13 一、工作原理13 二、电路各点的波形14 三、主要概念与关系式15 四、稳态特性分析18 五、起动过程特性分析20 第三节 BuckBoost变换器20 一、工作原理20 二、电路各点的波形21 三、主要概念与关系式22 四、优缺点23 五、拓扑分析反号变换器23 第四节 Cuk变换器24 一、电路构成24 二、工作原理25 三、电路各点的波形26 四、主要概念与关系式27 第五节 四种基本变换器的比较29 第二章 变换器中的功率开关器件及其驱动电路32 第一节 开关功率器件32 一、IGFET和IGBT的结构和导电机理32 二、IGBT与IGFET的不同33 第二节 IGFET和IGBT的静特性34 一、输出电压34 二、IGFET和IGBT作为硬开关时的开关特性34 第三节 作为开关使用的二极管36 一、二极管的转态限制了工作频率fs的提高36 二、寄生二极管的作用36 三、几种二极管的比较36 第四节 功率模块37 一、结构37 二、功率模块的可应用性指标38 三、模块的类型38 第五节 开关功率器件的驱动39 一、直接驱动法39 二、隔离驱动法39 三、专用芯片高频脉冲调制驱动法40 第三章 高频开关变换技术中的磁性元件设计41 第一节 磁性材料的基本特性41 一、磁性材料的基本参数41 二、磁心的结构43 三、基本电磁感应定律44 四、高频磁性元件的损耗44 第二节 高频变压器的设计方法48 一、变压器尺寸的确定49 二、变压器的最优效率50 三、磁感应强度摆幅的选择50 四、变压器一次绕组匝数的计算52 五、变压器二次绕组匝数的计算52 六、绕组导线的选择53 七、绕组的排列结构53 八、安全性能要求对变压器的影响55 九、漏感对变压器性能的影响55 第三节 电感的设计方法56 一、电感器的设计方法57 二、扼流圈的设计方法58 第四节 共模电感的设计62 第五节 新型磁性材料63 一、铁镍合金63 二、铁铝合金64 三、非晶态合金64 四、微晶合金64 五、粉心材料65 第四章 输入与输出隔离的各种变换器结构66 第一节 变换器供电电源66 一、概念66 二、VS的整流、滤波电路元器件计算66 第二节 反激变换器69 一、工作原理69 二、变压器的工作特点与设计分析72 三、双管反激变换器73 第三节 正激变换器73 一、正激变换器电路组成、工作原理和波形74 二、正激变换器的变压器带来的问题74 三、技术措施74 四、基本关系式76 第四节 半桥变换器原理与设计78 一、半桥变换器的工作原理78 二、半桥变换器的优缺点81 三、半桥变换器变压器的设计83 第五章 高频开关变换器的软开关技术85 第一节 高频开关变换器的损耗85 第二节 零电流、零电压开关86 第三节 反激变换器的谐振软开关86 第四节 Boost变换器谐振软开关88 第五节 半桥谐振开关变换器91 一、RLC串联谐振基本知识91 二、半桥LLC串联谐振变换器95 第六节 有源钳位软开关技术107 第七节 全桥移相软开关技术111 一、电路原理和各工作模态分析111 二、全桥移相电路零电压开关形成条件114 三、二次侧占空比丢失现象114 第六章 有源功率因数、同步整流、变换器并联技术116 第一节 有源功率因数校正116 一、Boost变换器有源功率因数校正原理117 二、Boost变换器有源功率校正的电流状态118 三、APFC的控制方式119 四、平均电流控制的APFC电路121 五、单周控制的APFC电路122 第二节 同步整流技术124 一、同步整流原理125 二、自驱动同步整流技术126 三、辅助绕组驱动同步整流技术126 四、有源钳位同步整流技术127 五、电压外驱动同步整流技术128 六、应用谐振技术的软开关同步整流技术129 七、正激有源钳位电路的外驱动软开关同步整流技术129 第三节 高频开关变换器的并联均流130 一、输出阻抗法并联均流技术131 二、主/从控制法132 三、平均电流自动均流技术133 四、最大电流法自动均流技术134 五、热应力自动均流技术134 第七章 开关电源的闭环控制136 第一节 开关电源系统的隔离技术136 第二节 PWM开关电源的集成电路芯片137 一、SG3524电压控制型芯片138 二、UC3846/3842电流控制型芯片140 第三节 集成控制芯片的发展142 一、专用芯片在特定的拓扑中的应用142 二、重视实用技术的使用142 三、数字控制143 第四节 状态空间平均法的动态理论和参数143 开关变换器小信号分析143 第五节 伯德图的测量设备及测量方法153 一、开环系统直接注入法153 二、几赫兹以上的开环伯德图测量法154 三、用差分方法确定补偿特性曲线154 第六节 误差放大器反馈网络参数的确定155 第八章 高频开关变换器的保护电路158 第一节 输入浪涌电压158 一、输入浪涌电压的形成及形式158 二、输入浪涌电压抑制元器件159 三、抑制输入浪涌电压的方法162 第二节 输入浪涌电流163 一、输入浪涌电流的产生163 二、输入浪涌电流的抑制方法165 第三节 输入过电压、过电流的保护167 第四节 输出过电压、过电流的保护167 第五节 开关变换器的过热保护168 第六节 开关变换器电磁干扰的防护169 一、开关变换器电磁干扰的产生和测定169 二、开关变换器传导噪声的抑制170 三、开关变换器辐射噪声的抑制173 参考文献175 作为新兴的、具有节能效果的高频开关功率变换技术，其使用已越来越广泛，几乎进入了每个家庭。我们的日常生活中随处可见高频开关功率变换器的踪影，越来越多的学生、工程技术人员、电气维修技术人员都想系统地学习高频开关功率变换技术的相关知识。而且随着电子产品专业分工的深入，高频开关功率变换器作为一个独立的部件已经由专业生产厂商独立生产，而整机设备生产厂商只需到专业生产厂商去选择标准的高频开关功率变换器就可以了。 因而，对于不同的实际需求，就会需要不同的关于高频开关功率变换技术的知识。但是，目前还是比较缺乏系统地介绍高频开关功率变换技术基本原理、理论计算、实际工程应用设计方面的书籍。满足这些需要也是作者编写本书的主要目的。本书意在将高频开关功率变换技术以其相对独立的理论体系，来建立一门跟机电类各专业都紧密相关的技术课程，让读者能够熟练掌握高频开关功率变换器的基本原理、工作特点、性能参数及使用方法，以及高频开关功率变换器的设计方法、调整方法，以期满足社会对此类高频开关功率变换技术人才的迫切需求。 本书首先介绍了高频开关功率变换技术的基本原理，给出了一些和基本原理紧密联系的理论计算公式，删减了一些比较深入的、可作为理论研究的问题，让读者能够容易理解，学懂高频开关变换器的基本理论。之后，给出了四个最基本的拓扑结构。对于这四个拓扑结构，本书用简洁的语言、简单的数学工具、简单明了的波形图来说明其工作原理、工作特点及设计方法。对于一些影响不是很广泛应用的拓扑结构本书作了删减。 本书第二章重点介绍了目前常用的IGFET和IGBT，但不包括已淘汰的双极型晶体管的内容。同时，也介绍了基本、经典的IGFET和IGBT的驱动电路，让读者能够更好地掌握IGFET和IGBT的性能和使用方法。 第三章介绍了高频开关功率变换器的磁性元件，用非常简单、直观的方式介绍了变压器的设计、电感器的设计，并介绍了大量的设计图表，让读者学会如何利用现有的图表资料来进行磁性元件的设计。 本书也使用了一些实例来介绍各种不同的隔离型拓扑电源。介绍实例中的设计方法都是实际工程应用的方法。 对谐振式软开关变换器，本书花了一些篇幅重点介绍软开关变换器的工作原理、工作方式，意在让读者明白谐振工作的过程。只有了解了工作过程，才能更好地设计其控制电路。最后，给出了谐振变换器的工程设计应用和一些工程计算图表，以便读者能进行实际工程设计。 在理解了谐振开关变换器的工作原理和工作过程后，就比较容易理解有源钳位、全桥移相等软开关技术。因而，本书只介绍了有源钳位、全桥移相软开关技术的工作原理和工作过程，并只给出简单的软开关形成条件的方程式。至于公式推导则不做介绍，可让读者参照串联谐振方面的内容自行推导。 插图： 但在续流期间会产生一个重要的影响。由于一次侧励磁电流的存在，会使VD，、VD：中的电流稍有不平衡。虽然励磁电流和负载电流相比通常较小，它让磁心在续流期间维持磁感应强度为一常数。可当另一个开关管导通时，磁感应强度从一日变到+曰，而VD，VD：的正向电压不一样，在续流期间变压器二次侧的两个绕组不平衡，出现一个电压差。如果每次关断续流期间，该电压方向相同的话，则磁心会趋于阶梯式饱和。二、半桥变换器的优缺点由于半桥变换器的两个开关管是串联接到电源端，因而不会承受高于电源的电压，开关管的体内反偏二极管起到能量恢复的作用，能钳位开关管的源漏极之间的电压，使开关管的源漏极电压不会超调，改善了开关管的电压应力。 变压器二次绕组有正，负两个绕组输出电压，这样的双向整流输出方式提高了二次侧的工作频率，从而使输出电感、输出滤波电容小型化，同时也降低了输出纹波电压和纹波电流。 半桥开关变换器正、负的两个半周期充分利用了变压器一次绕组和变压器磁心磁感应强度摆幅，磁心的利用率得到提高。 由于磁心工作在I、Ⅲ象限，因而无需去磁复位电路或去磁绕组。 但是由于开关管和输出整流二极管参数的不一致会引起变压器磁心的阶梯式饱和。 开关管串联接到电源端，易引起直通短路的问题。 在半桥开关变换器开机启动之初，由于变压器设计时的磁感应强度摆幅值取值很大，就有可能在开机瞬间使磁心饱和（双倍磁通效应）。 1.半桥开关变换器偏磁现象及其防止方法 （1）偏磁的产生 偏磁效应所引起的变压器阶梯式饱和现象是任何工作在正、负激磁状态的桥式变换器普遍存在的问题，是一种动态饱和效应。 对于半桥开关变换器，为使工作效率达到最高，变压器的磁心必须完全利用，而且在工作期间要求磁感应强度的偏移量对称。 但由于两只开关管开关特性不同、开关时间偏差、饱和开通电压不同，均会引起正、负半周不平衡的伏·秒值。输出二极管压降的不同会引起变压器二次侧在续流期间产生电压差而造成阶梯式饱和。

ISBN	7111316649,978711131
出版社	机械工业出版社
作者	张占松
尺寸	16