开关变换器分析与设计

《开关变换器分析与设计》主要内容简介：开关变换器是现代电能变换技术的核心组成部分，也是各类开关电源、变频器、UPS、光伏发电、风能发电、LED照明等系统的基本组成单元，广泛应用于电力、通信、家电、铁路交通、汽车电子、工业控制、仪器仪表、航空、航天、航海等领域。 

前言
第1章 绪论
1.1 电能变换技术与开关变换器
1.2 开关变换器的基本组成和原理
1.3 开关变换器的调制技术及其特点
1.3.1 PWM技术
1.3.2 PFM技术与混合控制
].3.3 SPWM技术
1.4 开关变换器系统的性能指标和功能要求
1.4.1 电气性能指标
1.4.2 电磁兼容性能指标
1.4.3 保护功能要求

第2章 功率半导体器件及其驱动电路
2.1 引言
2.1.1 功率半导体器件的发展历程
2.1.2 功率半导体器件的分类
2.2 功率二极管
2.2.1 二极管的结构和工作原理
2.2.2 二极管的开关特性
2.2.3 二极管的主要参数
2.2.4 功率二极管的主要类型、特点和应用场合
2.3 GTR
2.3.1 GTR的结构、工作原理和分类
2.3.2 GTR的输出特性与击穿特性
2.3.3 GTR的饱和特性与开关特性
2.3.4 GTR的大电流特性与二次击穿
2.3.5 GTR的最大工作电流与安全工作区
2.3.6 GTR的温度特性与并联应用
2，3.7 GTR的应用注意事项及保护措施
2.4 功率MOSFET
2.4.1 MOSFET的基本结构和工作原理
2.4.2 功率MOSFET的结构和分类
2.4.3 功率MOSFET的静态特性与动态特性
2.4.4 功率MOSFET的导通电阻及体内二极管
2.4.5 功率MOSFET的主要参数
2.4.6 功率MOSFET的优缺点、应用注意事项及保护措施
2.5 IGBT
2.5.1 IGBT的结构和工作原理
2.5.2 IGBT的静态特性
2.5.3 IGBT的动态特性
2.5.4 IGBT的闩锁效应
2.5.5 IGBT的串联和并联
2.5.6 IGBT的应用注意事项及保护措施
2.6 功率开关器件的驱动电路
2.6.1 概述
2.6.2 功率开关器件对驱动电路的要求
2.6.3 非隔离（直接）驱动电路
2.6.4 集成驱动电路
2.6.5 隔离驱动电路
2.7 其他功率开关器件
2.7.1 GTO及其驱动和应用
2.7.2 IGCT
2.7.3 MCT
2.7.4 SIT与SITH的应用
2.7.5 功率模块与功率集成电路
2.7.6 宽禁带半导体电力电子器件

第3章 磁性材料和磁性元件
3.1 引言
3.1.1 高频开关变换器中的磁性元件
3.1.2 磁性材料与磁性元件的发展趋势
3.1.3 磁学中的常用单位及其换算
3.2 磁性材料的特性和参数
3.2.1 磁性材料的磁滞回线及主要参数
3.2.2 磁性材料的磁化曲线及基本特性
3.2.3 磁心损耗
3.3 开关变换器中常用的磁性材料及磁心结构
3.3.1 开关变换器中常用磁性材料的分类及主要特点
3.3.2 磁心结构（外形）及其应用
3.4 开关变换器的常用磁性元件
3.4.1 电感元件
3.4.2 变压器
3.4.3 脉冲电流互感器
3.4.4 线圈的集肤效应和穿透深度

第4章 非隔离开关变换器的分析与设计
4.1 引言
4.1.1 非隔离开关变换器的分类
4.1.2 开关变换器中的电感和电容
4.1.3 几点假设
4.2 Buck变换器
4.2.1 Buck变换器的组成和工作原理
4.2.2 Buck变换器的工作模式与等效电路
4.2.3 Buck变换器的基本关系式
4.2.4 Buck变换器的输出纹波电压分析
4.2.5 Buck变换器的动态范围与最大输出纹波电压
4.2.6 Buck变换器的最大电感电流分析
4.2.7 Buck变换器的特点及应用注意事项
4.3 Boost变换器
4.3.1 Boost变换器的组成和工作原理
4.3.2 Boost变换器工作于CCM和DCM时的主要关系式及其临界电感
4.3.3 Boost变换器的能量传输过程与工作模式
4.3.4 Boost变换器的动态范围及最大与最小临界电感
4.3.5 Boost变换器三种工作模式的输出纹波电压分析
4.3.6 开关变换器的最大输出纹波电压分析
4.3.7 Boost变换器的电感电流分析
4.3.8 Boost变换器的主要特点和应用场合
4.4 Buck-Boost变换器及三种常用非隔离开关变换器特性对比
4.4.1 Buck.Boost变换器简介
4.4.2 三种开关变换器的能量传输过程与工作模式比较
4.4.3 三种开关变换器的最小与最大临界电感
4.4.4 三种开关变换器的输出纹波电压与最小电感比较
4.4.5 三种开关变换器的电感电流比较

第5章 隔离开关变换器的分析与设计
5.1 正激变换器
5.1.1 单管正激变换器的组成和工作原理
5.1.2 CCM单管正激变换器的工作过程和基本关系式
5.1.3 DCM单管正激变换器的工作特性和基本关系式
5.1.4 单管正激变换器的磁复位技术
5.1.5 单管正激变换器的极限参数及设计考虑
5.1.6 双管正激变换器的组成、工作原理和设计考虑
5.1.7 交错正激变换器的组成、工作原理和设计考虑
5.1.8 各类正激变换器的特点及应用注意事项
5.2 反激变换器
5.2.1 单管反激变换器的组成和工作原理
5.2.2 完全能量转换模式（DCM）时的工作过程和基本关系式
5.2.3 不完全能量转换模式（CCM）时的工作过程和基本关系式
5.2.4 单管反激变换器的工作模式及输出纹波电压分析
5.2.5 单管反激变换器的设计考虑
5.2.6 单管反激变换器的主要特点及应用注意事项
5.2.7 双管反激变换器的组成、工作原理和设计考虑
5.2.8 交错反激变换器的组成、工作原理和设计考虑
5.2.9 各类反激变换器的主要优缺点及应用注意事项
5.3 推挽变换器
5.3.1 推挽变换器的组成和工作原理
5.3.2 推挽变换器的工作过程和基本关系式
5.3.3 推挽变换器电感、电容的设计考虑
5.3.4 推挽变换器功率开关器件的电流、电压最大承受值及设计考虑
5.3.5 推挽变换器的主要优缺点及应用注意事项
5.4 桥式变换器
5.4.1 半桥变换器的组成和工作原理
5.4.2 半桥变换器的工作特性和基本关系式
5.4.3 半桥变换器的常见问题及应对策略
5.4.4 半桥变换器的极限参数及设计考虑
5.4.5 半桥变换器的主要优缺点及其应用注意事项
5.4.6 全桥变换器的组成原理及其应用

第6章 开关变换器的缓冲钳位电路
6.1 引言
6.1.1 引入缓冲电路的必要性和作用
6.1.2 缓冲电路的类型
6.2 RCD缓冲电路的组成原理与设计
6.2.1 RCD缓冲电路的组成和分类
6.2.2 RCD缓冲电路的设计
6.3 LCD缓冲电路的组成原理与设计
6.3.1 Boost变换器的LCD钳位电路的组成原理与设计
6.3.2 双管正激变换器的LCD钳位电路的组成原理与设计
6.4 有源钳位缓冲电路的组成原理与设计
6.4.1 有源钳位缓冲电路的组成和工作原理
6.4.2 有源钳位电路主要元器件参数的设计考虑，

第7章 电压控制型开关变换器的稳定性分析及补偿网络设计
7.1 引言
7.2 电压控制型开关变换器的组成原理及应用
7.2.1 电压控制型开关变换器的组成和工作原理
7.2.2 电压控制型开关变换器的优缺点
7.2.3 电压控制模式常用芯片及其应用
7.3 电压控制型开关变换器闭环控制系统的组成和稳定性判据
7.3.1 闭环控制系统的组成及要求
7.3.2 闭环控制系统的稳定性及其判据
7.4 电压控制型开关变换器系统的分析
7.4.1 概述
7.4.2 状态空间平均法及其分析步骤
7.4.3 电压控制型Boost变换器系统的开环传递函数
7.4.4 电压控制型Boost变换器的Bode图和稳定性分析
7.5 电压控制型开关变换器系统闭环补偿网络的设计
7.5.1 开关变换器闭环补偿网络的作用和一般设计步骤
7.5.2 开关变换器闭环控制系统补偿网络的设计实例

第8章电流控制型开关变换器及其斜坡补偿技术
8.1 引言
8.2 峰值电流控制型开关变换器的组成及应用
8.2.1 峰值电流控制型开关变换器的组成和工作原理
8.2.2 常用电流控制型芯片
8.2.3 电流控制型芯片应用实例
8.3 峰值电流控制型开关变换器的稳定性
8.3.1 峰值电流控制CCM开关变换器的稳定性
8.3.2 峰值电流控制DCM开关变换器的稳定性
8.4 峰值电流控制型开关变换器的优缺点
8.4.1 峰值电流控制型开关变换器的特点
8.4.2 峰值电流控制型开关变换器存在的问题
8.5 峰值电流控制型开关变换器的斜坡补偿技术
8.5.1 斜坡补偿方式及原理
8.5.2 常用斜坡补偿电路及工作原理
8.5.3 斜坡补偿电路参数的优化设计
8.5.4 阻容斜坡补偿电路的设计实例

第9章 开关变换器的发展问题与新技术
9.1 电能质量问题与功率因数校正技术
9.1.1 概述
9.1.2 功率因数校正及其分类
9.1.3 DCM功率因数校正电路的组成和工作原理
9.1.4 临界导电模式功率因数校正电路的组成和工作原理
9.1.5 平均电流控制功率因数校正电路的组成和工作原理
9.1.6 单级（隔离）功率因数校正电路的组成和工作原理
9.2 开关变换器的高频损耗问题与软开关技术
9.2.1 开关变换器的高频损耗问题及应对策略
9.2.2 软开关变换器的类型及其组成原理和特点
9.2.3 移相全桥型零电压开关PWM变换器
9.3 开关变换器的并联问题和均流技术
9.3.1 概述
9.3.2 开关变换器模块并联供电系统
9.3.3 无源均流法——串接均流电阻法
9.3.4 有源均流法之一——主从均流法
9.3.5 有源均流法之二——平均电流自动均流法
9.3.6 有源均流法之三——最大电流自动均流法
9.3.7 UC3907最大电流自动均流控制芯片的原理及应用
9.4 开关变换器低压大电流问题与同步整流技术
9.4.1 低压大电流开关变换器的需求及二极管整流面临的问题
9.4.2 同步整流技术及其原理
9.4.3 同步整流管及其主要参数
9.4.4 同步整流管的驱动方式
9.4.5 同步整流技术的损耗
参考文献