开关电源设计入门与实例剖析

1.本书内容按照“基本原理–设计方法–实例剖析”三个层次介绍

 

本书在介绍开关电源基本原理的基础上，依次阐述了开关电源功率电路设计、控制电路设计、辅助电路设计以及印制电路板设计，剖析了几种典型开关电源电路的设计实例，并对数字电源设计进行了较为详细的阐述。本书所讲内容可帮助读者快速、全面、系统地掌握开关电源的设计与制作。本书的特点是由浅入深，通俗易懂，开关电源的电路拓扑结构，开关电源功率电路、控制电路、辅助电路设计，电路板的布局、布线方法等内容的阐述系统、深入。本书可供从事开关电源设计、生产、调试、使用与维修的工程技术人员阅读，也可供高等院校电气工程、电力工程及其自动化、电力电子与电力传动和通信电源等相关专业的师生参考。

第1章绪论1.1

开关电源具有效率高、功耗低、体积小、重量轻等一系列优点，其电源效率可达80%以上，比传统的线性稳压电源提高近一倍。开关电源的应用领域十分广泛，不仅包括仪器仪表、测控系统和计算机内部的供电系统，还适用于各种消费类电子产品。开关电源代表了稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。目前，开关电源正朝着集成化、智能化、模块化的方向发展。　　本书按照“基本原理——设计方法——实例剖析”三个层次进行介绍，层次清晰。其中，部分按照基本概念与设计流程、常用无源器件、常用电力电子器件、电路拓扑结构的顺序进行介绍；第二部分按照模块化的结构介绍了开关电源功率电路、控制电路、辅助电路和印制电路板的设计；第三部分介绍了几个典型开关电源设计实例以及数字电源设计过程。本书在介绍开关电源基础理论过程中，力求简化繁琐的理论推导，尽量做到通俗易懂、循序渐进、深入浅出，使初学者对开关电源有一个全面了解。　　开关电源技术涉及模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、自动控制理论等多种学科，开关电源的设计与制作要求设计者具有丰富的实践经验，既要完成设计制作，又要懂得调试、测试与分析等。设计者只有在电路板布局、布线方法以及高频变压器设计等方面拥有足够的经验才能使开关电源的各项性能指标得以实现。希望读者在阅读本书的基础上，积极从事开关电源的设计、开发、制作与测试，从而达到理论与实践的统一。　　本书共分10章，内容主要包括以下三大部分。　　部分：开关电源的基本原理，包括第1～4章。其中，第1章介绍了开关电源的基本概念、设计制作流程及其发展趋势；第2章介绍了常用无源器件（电阻器、电容器、电感与变压器）的作用、特性、主要参数及其选用；第3章介绍了常用电力电子器件（电力二极管、电力晶体管GTR、功率场效应管MOSFET和绝缘栅双极晶体管IGBT）的工作原理、基本特性、主要参数、检测方法及其驱动电路等。第4章对开关电源电路拓扑结构进行了详细介绍，首先对非隔离型直流变换器的主电路拓扑进行了介绍，并重点对常见的三种DC/DC电路（Buck、Boost、BuckBoost）的拓扑结构、工作原理、关键点的波形图进行了论述；然后说明了隔离型直流变换器中变压器所起的作用，并对单端反激、单端正激、推挽、全桥和半桥式电路等几种拓扑结构、工作原理进行了介绍，还给出了参数的计算方法；后对同步整流电路、移相软开关电路和功率因数校正电路进行了介绍。　　第二部分：开关电源的设计，包括第5～8章。其中，第5章介绍了开关电源功率电路设计，包括功率主电路设计、磁性元器件的设计、热设计等；第6章以电压型PWM集成控制器（SG2525A、TL494）、电流型PWM集成控制器（UC3842、UC3846/UC3847）以及移相式全桥PWM集成控制器（UC3875、UC3879）为例，重点介绍了几种PWM集成控制器的性能特点、引脚分布，工作原理等，并举例说明了其典型应用电路；第7章辅助电路设计包括滤波电路设计、闭环控制电路设计、保护电路设计、缓冲电路设计、辅助电源设计和驱动电路设计等；第8章论述了开关电源印制电路板（PCB）常用材料及其安装方法，PCB设计的基本原则与注意事项，并列举了几个应用实例。　　第三部分：开关电源设计实例剖析，包括第9章和第10章。其中，第9章给出了开关电源的几种典型应用实例，包括TOPSwitch系列开断电源、反激式同步整流5V/3A适配器、48V/20A通信用开关电源以及模块化直流操作电源等；第10章对数字电源设计作了比较详细的介绍，首先对电源的数字化控制进行了简要介绍，然后简述了TI数字电源库的使用，后对基于DPLib的数字PFC电源设计和使用PSIM仿真软件设计数字电源进行实例剖析。　　本书由聂金铜、杨贵恒、叶奇睿和文武松等编著，张颖、钱希森、景有泉、李龙、刘扬、任开春、曹均灿、龚伟、强生泽、张海呈、向成宣、阮喻、刘凡、金丽萍、张瑞伟、龚利红、赵英和杨波也参加了编写，蒲红梅、张传富、朱真兵、李世刚、赵志旺、刘嫣婷、余江和蒋王莉等做了大量的资料搜集与整理工作。在编写和出版过程中，得到了重庆通信学院教保科和电力工程系全体同仁的大力支持与帮助，并提出了许多修改意见，在此表示衷心感谢！　　本书的特点是由浅入深，通俗易懂。其中开关电源的电路拓扑结构，开关电源功率电路、控制电路、辅助电路设计，电路板的布局、布线方法等内容的阐述系统、深入。可供从事开关电源设计、生产、调试、使用与维修的工程技术人员阅读，也可供高等院校电气工程、电力工程及其自动化、电力电子与电力传动和通信电源等相关专业的师生参考。　　随着开关电源技术的快速发展，现代电源新理论与新技术不断涌现，由于时间仓促，加之作者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。编著者