开关模式功率转换器设计与分析

第1章　隔离型降压（Buck）转换器 1

1.1 CCM的开环输出和占空比的确定 2

1.2 DCM的开环输出和占空比的确定 4

1.3 CCM与DCM的转换和临界电感 5

1.4　非理想运算放大器的增益公式 6

1.5　电压模式控制反馈 7

1.6　电压型CCM的闭环回路 9

1.7　电压型DCM的闭环回路 10

1.8 电压型CCM中小信号的稳定性 11

1.9　电流模式控制 15

1.10　闭环稳态中的CCM电流模式控制 17

1.11 CCM电流模式控制中的小信号稳定性分析 18

1.12　输出电容的量值与加速稳态分析法 20

1.13　一个完整实例 27

1.14　状态转换技术 35

第2章　具有电流模式控制和斜率补偿功能的推挽转换器 40

2.1 中心抽头推挽转换器的功率级 40

2.2　不连续导通模式的工作原理 42

2.3　连续导通模式的工作原理 49

第3章　具有均值电流模式控制的非隔离型顺向转换器 53

3.1　均值电流的反馈 53

3.2　占空比的确定 56

3.3　稳态闭环回路 57

3.4　闭环回路的调整与输出敏感度 57

3.5　小信号的回路增益及稳定性 58

3.6　举例 59

3.7　状态转换技术 60

第4章　移相式全桥转换器 65

4.1 功率级的工作原理 66

4.2　倍流滤波器 66

4.3　稳态占空比 67

4.4　稳态输出波形 67

4.5　稳态输出波形举例 72

第5章 电流反馈型推挽转换器 74

5.1　重叠连续导通模式 75

5.2　重叠连续导通模式的稳态描述 78

5.3　重叠连续导通模式举例 80

5.4　非重叠连续导通模式 82

5.5　负载电流的均分与并行工作状态 84

5.6　使用状态空间平均法分析AC小信号 88

5.7　状态转换技术 91

第6章　隔离型返驰式转换器 93

6.1 DCM占空比的确定 93

6.2 CCM占空比的确定 95

6.3　临界电感 95

6.4 电压型DCM的闭环控制 96

6.5 电压型DCM中的小信号稳定性 96

6.6　电压型CCM的闭环控制 97

6.7　电压型CCM的小信号稳定性 98

6.8　峰值电流型DCM的闭环控制 98

6.9　峰值电流型DCM的小信号稳定性 99

6.10　峰值电流型CCM的闭环控制 100

6.11　峰值电流型CCM的小信号稳定性 101

6.12　输出电容 102

6.13　加速稳态输出 104

6.14　一个完整的DCM实例 106

第7章　非隔离型升压转换器 116

7.1 占空比的确定 117

7.2　临界电感 117

7.3　在CCM中峰值电流型闭环控制的稳态特性 118

7.4　在CCM中峰值电流型小信号的稳定性 118

7.5　在DCM中峰值电流型闭环控制的稳态特性 119

7.6　在DCM中峰值电流模式的小信号的稳定性 119

7.7 DCM的输出电容值 120

7.8 CCM的输出电容值 121

第8章　准谐振转换器 122

8.1　工作过程 122

8.2　数学分析 123

8.3　稳态闭环控制及其稳定性 128

8.4　设计问题 130

8.5　举例与难题 131

第9章　E类谐振式转换器 132

9.1　稳态的初始状态 134

9.2　时域稳态解 140

9.3 闭环DC分析 142

9.4 闭环AC分析 144

9.5　Ⅱ型放大器 146

9.6　举例 148

9.7　讨论 155

第10章　AC-DC功率因数校正电源 157

10.1　基本定义 157

10.2　单相单级非隔离型升压PFC 159

10.3　输出电容的大小 160

10.4 DCM升压电感的选择 162

10.5 CCM升压电感的选择 166

10.6　高功率PFC和负载的分配 167

10.7　浪涌保护 170

10.8　负载短路保护 172

10.9　三相PFC 173

第11章　误差信号放大器 184

11.1　放大器的种类 184

11.2　控制回路的固有相位 187

11.3　Ⅱ型放大器的实现 188

11.4　Ⅲ型放大器的实现 190

11.5　实现Ⅱ型放大器的例子 191

第12章　支持电路 193

12.1　双极开关驱动器 193

12.2 MOSFET开关驱动器 197

12.3　损耗缓冲器 199

12.4　无损耗缓冲器 201

12.5　隔离式反馈 201

12.6　软启动 203

12.7　负电荷泵 204

12.8　具有RC滤波器的单相全波整流器 206

12.9 占空比的压制 211

第13章　状态空间平均法与Cuk型转换器 215

13.1　状态空间平均法 215

13.2　一般程序 217

13.3　举例：Cuk转换器 217

第14章　仿真技术 224

14.1　压控顺向转换器的动态方程 225

14.2　压控顺向转换器的导通 229

14.3　压控顺向转换器的稳态 231

14.4　放大观察稳定状态 233

14.5　压控顺向转换器的瞬态负载 233

14.6　峰值电流控制型顺向转换器的动态方程 237

14.7　仿真峰值电流控制的顺向转换器 240

14.8　状态转换技术：加速稳态法 250

第15章 电能的质量和完整性 255

15.1　元器件和工作条件的容差 256

15.2 DC输出调节和最坏情况分析 257

15.3 电源输出的纹波和噪声 258

15.4　电源输出的瞬态响应 260

15.5　频率和谐波含量的定义 261

15.6　控制回路的带宽 264

15.7　阶跃响应的测试 266

15.8　带宽和稳定性 267

15.9　电磁谐波的发射 270

15.10 电能质量 271

附录A　用于顺向转换器电流检测的附加滤波 274

附录B MathCAD程序（图1.42的稳态输出电压） 276

附录C MATLAB程序（图1.42的稳态输出电压） 280

附录D MathCAD程序（稳态检测电流的输出电压） 282

附录E MATLAB程序（转换器的仿真） 287

附录F　电容和电感 292

附录G MATLAB程序（带有脉冲负载的输入滤波器） 294

参考文献 296