开关电源设计(第3版)

本书包含拓扑、磁路与电路设计、典型波形、开关电源技术的应用4部分，具体内容包括开关电源常用拓扑的基本工作原理、变压器和磁性元件设计、电力晶体管的基极驱动电路、MOSFET和IGBT及其驱动电路、磁放大器后级稳压器、开关损耗分析与负载线整形缓冲电路、反馈环路的稳定、谐振变换器、开关电源的典型波形、功率因数及功率因数校正、电子镇流器、用于笔记本电脑和便携式电子设备的低输入电压变换器等。本书可作为高校师生学习高频开关电源的教材，也可作为开关电源设计、开发工程师的设计参考资料。

第1部分 拓扑
第1章 基本拓扑 2
1.1 线性稳压器和Buck、Boost及反相开关稳压器简介 2
1.2 线性稳压器―耗能型稳压器 2
1.2.1 基本工作原理 2
1.2.2 线性稳压器的缺点 3
1.2.3 串联晶体管的功率损耗 4
1.2.4 线性稳压器的效率与输出电压的关系 4
1.2.5 串联PNP型晶体管的低功耗线性稳压器 6
1.3 开关稳压器拓扑 6
1.3.1 Buck开关稳压器 6
1.3.2 Buck稳压器的主要电流波形 8
1.3.3 Buck稳压器的效率 9
1.3.4 Buck稳压器的效率（考虑交流开关损耗） 10
1.3.5 理想开关频率的选择 12
1.3.6 设计例子 13
1.3.7 输出电容 17
1.3.8 基于Buck稳压器的隔离半稳压输出 18
1.4 Boost开关稳压器拓扑 19
1.4.1 基本工作原理 19
1.4.2 Boost稳压器的不连续导电模式 20
1.4.3 Boost稳压器的连续导电模式 22
1.4.4 不连续导电模式的Boost稳压器的设计 23
1.4.5 Boost稳压器与反激变换器的关系 25
1.5 Buck-Boost稳压器 25
1.5.1 基本工作原理 25
1.5.2 Buck-Boost稳压器设计 26
参考文献 27
第2章 推挽和正激变换器拓扑 28
2.1 简介 28
2.2 推挽拓扑 28
2.2.1 基本工作原理（主/辅输出结构） 28
2.2.2 辅输出的输入-负载调整率 30
2.2.3 辅输出电压偏差 31
2.2.4 主输出电感的最小电流 31
2.2.5 推挽拓扑中的偏磁（阶梯饱和现象） 31
2.2.6 偏磁的表现 33
2.2.7 偏磁的测试 35
2.2.8 偏磁的解决方法 35
2.2.9 电力变压器设计 37
2.2.10 一次侧、二次侧峰值电流及有效值电流 40
2.2.11 开关管的电压应力及漏感尖峰 43
2.2.12 电力晶体管的损耗 43
2.2.13 推挽拓扑输出功率及输入电压的 45
2.2.14 输出滤波器的设计 46
2.3 正激变换器拓扑 48
2.3.1 基本工作原理 48
2.3.2 输出/输入电压与导通时间和匝比的设计关系 51
2.3.3 辅输出电压 51
2.3.4 二次侧负载、续流二极管及电感的电流 52
2.3.5 一次侧电流、输出功率及输入电压之间的关系 52
2.3.6 开关管优选截止电压应力 53
2.3.7 实际输入电压和输出功率 53
2.3.8 一次绕组和复位绕组匝数不相等的正激变换器 54
2.3.9 正激变换器电磁理论 56
2.3.10 电力变压器的设计 58
2.3.11 输出滤波器的设计 60
2.4 双端正激变换器拓扑 60
2.4.1 基本工作原理 60
2.4.2 设计原则及变压器的设计 62
2.5 交错正激变换器拓扑 63
2.5.1 基本工作原理、优缺点和输出功率 63
2.5.2 变压器的设计 64
2.5.3 输出滤波器的设计 65
参考文献 65
第3章 半桥和全桥变换器拓扑 66
3.1 简介 66
3.2 半桥变换器拓扑 66
3.2.1 基本工作原理 66
3.2.2 半桥变换器磁设计 67
3.2.3 输出滤波器的设计 69
3.2.4 防止偏磁的隔直电容的选择 69
3.2.5 半桥变换器的漏感问题 70
3.2.6 半桥变换器与双端正激变换器的比较 70
3.2.7 半桥变换器实际输出功率的 71
3.3 全桥变换器拓扑 71
3.3.1 基本工作原理 71
3.3.2 全桥变换器磁设计 73
3.3.3 输出滤波器的计算 74
3.3.4 变压器一次侧隔直电容的选择 74
第4章 反激变换器 75
4.1 简介 77
4.2 反激变换器基本工作原理 77
4.3 反激变换器工作模式 77
4.4 不连续导电模式 78
4.4.1 输入电压、输出电压及导通时间与输出负载的关系 79
4.4.2 不连续导电模式向连续导电模式的过渡 79
4.4.3 反激变换器连续导电模式的基本工作原理 81
4.5 设计原则和设计步骤 82
4.5.1 步骤1：确定一次侧/二次侧匝比 82
4.5.2 步骤2：保证磁芯不饱和且电路始终工作于不连续导电模式 83
4.5.3 步骤3：根据最小输出电阻及直流输入电压调整一次侧电感 83
4.5.4 步骤4：计算开关管的优选电压应力和峰值电流 84
4.5.5 步骤5：计算一次侧电流有效值和一次侧导线尺寸 84
4.5.6 步骤6：二次侧电流有效值和二次侧导线尺寸 84
4.6 不连续导电模式下的反激变换器的设计实例 84
4.6.1 反激拓扑的电磁原理 86
4.6.2 铁氧体磁芯加气隙防止饱和 87
4.6.3 采用MPP磁芯防止饱和 88
4.6.4 反激变换器的缺点 92
4.7 AC 120V/220V输入反激变换器 93
4.8 连续导电模式反激变换器的设计原则 95
4.8.1 输出电压和导通时间的关系 95
4.8.2 输入、输出电流与功率的关系 96
4.8.3 最小直流输入时连续导电模式下的电流斜坡幅值 97
4.8.4 不连续与连续导电模式反激变换器的设计实例 97
4.9 交错反激变换器 99
4.9.1 交错反激变换器二次侧电流的叠加 100
4.10 双端（两个开关管）不连续导电模式反激变换器 100
4.10.1 应用场合 100
4.10.2 基本工作原理 100
4.10.3 双端反激变换器的漏感效应 101
参考文献 102
第5章 电流模式和电流馈电拓扑 103
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