开关电源故障诊断与排除

作者简介

《开关电源故障诊断与排除》基于作者多年从事开关电源设计工作过程中收获的经验与教训，利用大量真实的事例论述了开关电源故障和排除过程中应遵循的原则，以及高频环境下的去耦、输出噪声和滤波、电容的选用、接地层的铺设技巧、印制电路板的布局、设备的有效使用、提高效率的手段、emi 和噪声等基础知识和上述原因造成的故障及其排除方法，并视角独特地提出开关电源故障诊断的一家之言。书中还利用解答网络论坛问题的方法讨论了业内公司和工程师应持有的态度及与数据手册相关的一些实际问题。

《开关电源故障诊断与排除》可供各层次开关电源工程人员、设计人员、高校相关专业师生阅读和参考。

书籍目录

第一部分 常用离线开关电源的功能和基本要求

第1章 基本要求概述　　1

1.1 导论　　1

1.2 输入瞬变电压保护　　1

1.3 电磁兼容性　　2

1.4 差模噪声　　2

1.5 共模噪声　　2

1.6 静电屏蔽　　2

1.7 输入熔断器的选择　　2

1.8 交流电整流与电容输入滤波器　　3

1.9 浪涌限制　　3

1.10 启动方法　　4

1.11 软启动　　 4

1.12 防止启动过电压　　4

1.13 输出过电压保护　　4

1.14 输出欠电压保护　　5

1.15 过载保护(输入功率限制)　　5

1.16 输出限流　　 5

1.17 高压双极型晶体管基极驱动要求　　 5

.1.18 比例驱动电路　　5

1.19 抗饱和技术　　5

1.20 缓冲器网络　　6

1.21 直通　　6

1.22 输出滤波,共模噪声和输入输出隔离　　6

1.23 供电故障信号　　6

1.24 供电正常信号　　7

1.25 双输入电压供电运行方式　　7

1.26 供电维持时间　　7

1.27 同步　　8

1.28 外部禁止方式　 8

1.29 强制均流　　8

1.30 远程取样　　8

1.31 p端连接　　 9

1.32 低压禁止　　9

1.33 电压和电流的限制值调节　　 9

1.34 考虑安全标准要求　　10

第2章 交流电力线的浪涌保护　　11

2.1 导论　　11

2.2 位置类别　　11

2.3 浪涌发生的概率　　12

2.4 浪涌电压波形　　13

2.5 瞬变抑制器件　　14

2.6 金属氧化物压敏电阻　　14

2.7 瞬变保护二极管　　15

2.8 充气浪涌放电器　　16

2.9 交流滤波器和瞬变抑制器的组合使用　　17

2.10 a类别瞬变抑制滤波器　　 18

2.11 b类别瞬变抑制滤波器　　 18

2.12 完全瞬变保护的状况　　19

2.13 接地电压的电震应力的原因　　 20

2.14 习题　　20

第3章 开关电源的电磁干扰　　21

3.1 导论　　21

3.2 emi/rfi传播模式　　21

3.3 输电线传导型干扰　　 21

3.4 安全标准(接地电流)　　23

3.5 输电线滤波器　　23

3.6 在干扰源抑制emi 　 24

3.7 实例　　26

3.8 线路阻抗稳定网络　　 27

3.9 线路滤波器设计　　27

3.10 共模线路滤波电感　　28

3.11 共模线路滤波电感的设计实例　　 29

3.12 串模电感　　 29

3.13 习题　　29

第4章 静电屏蔽　　 31

4.1 导论　　31

4.2 应用于开关设备的静电屏蔽　　 31

4.3 变压器的静电屏蔽和安全屏蔽　　 32

4.4 输出元件上的静电屏蔽　　32

4.5 减小有气隙变压器磁心的辐射型emi 　　 32

4.6 习题　　35

第5章 熔断器选择　　36

5.1 导论　　36

5.2 熔断器参数　　36

5.3 熔断器的类型　　37

5.4 选择熔断器　　 38

5.5 晶闸管过电压急剧保护熔断器　　 38

5.6 变压器输入熔断器　　 38

5.7 习题　　38

第6章 离线开关电源的整流与电容输入滤波　　 39

6.1 导论　　 39

6.2 典型的双电压电容输入滤波电路　　 39

6.3 等效串联电阻rs 　　 40

6.4 恒功率负载　　41

6.5 恒电流负载　　41

6.6 整流器与电容器的波形　　 41

6.7 输入电流、电容纹波与峰值电流　　 42

6.8 有效输入电流ie 与功率因数　　 44

6.9 选择浪涌抑制电阻　　 44

6.10 电阻因数rsf　　44

6.11 设计实例　　44

6.12 直流输出电压与整流电容输入滤波器的校准　　45

6.13 整流电容输入滤波器直流输出电压的计算实例　　48

6.14 选择储能或滤波电容的大小　　 48

6.15 电力线路熔断器额定值的选择　　 51

6.16 功率因数与效率的测量　　 51

6.17 习题　　52

第7章 浪涌控制　　53

7.1 导论　　53

7.2 串联电阻　　53

7.3 热敏浪涌抑制　　 53

7.4 有源抑制电路(双向三极晶闸管启动电路)　　54

7.5 习题　　 55

第8章 启动方法　　56

8.1 导论　　 56

8.2 无源耗能启动电路　　 56

8.3 晶体管有源启动电路　　 57

8.4 脉冲启动电路　　58

第9章 软启动与低压禁止　　 59

9.1 导论　　59

9.2 软启动电路　　 59

9.3 低压禁止　　60

9.4 习题　　62

第10章 接通电压过冲抑制　　 63

10.1 导论　　63

10.2 开关电源接通电压过冲的典型原因　　 63

10.3 防止过压　　64

10.4 习题　　65

第11章 过压保护　　66

11.1 导论　　 66

11.2 过压保护的种类　　 66

11.3 第一类:晶闸管过电压急剧保护　　 66

11.4 过电压急剧保护的性能　　 69

11.5 简单过电压急剧保护电路的局限性　　 69

11.6 第二类:过压钳位技术　　70

11.7 采用晶闸管过电压急剧保护方式的过压钳位　　 71

11.8 用于晶闸管过电压急剧保护过压保护电路的熔断器选择　　 72

11.9 第三类:基于限压技术的过压保护　　 74

11.10 习题　　75

第12章 欠压保护　　76

12.1 导论　　76

12.2 欠压抑制特性参数　　 76

12.3 基本工作原理　　 76

12.4 实际电路描述　　 79

12.5 实际电路工作原理　　80

12.6 瞬态特性　　80

12.7 习题　　80

第13章 过载保护　　81

13.1 导论　　81

13.2 过载保护的类型　　 81

13.3 类型1:超功率限制　　81

13.4 类型1形式a:原边超功率限制　　 81

13.5 类型1形式b:超功率延时关断保护　　 82

13.6 类型1形式c:逐个脉冲的超功率或过电流限制　　82

13.7 类型1形式d:恒功率限制　　 82

13.8 类型1形式e:反激超功率限制　　 83

13.9 类型2:输出恒流式限制　　 83

13.10 类型3:用熔断器、限流电路或跳闸设备的过载保护　　 84

13.11 习题　　84

第14章 折返输出限流　　85

14.1 导论　　85

14.2 折返限流的原理　　 85

14.3 用于线性电源的折返限流电路的工作原理　　 85

14.4 折返限流电源中的“锁定”　　87

14.5 具有交叉连接负载的折返锁定问题　　 89

14.6 折返限流在开关电源中的应用　　 90

14.7 习题　　90

第15章 高压双极型晶体管基极驱动的基本条件　　 91

15.1 导论　　91

15.2 二次击穿　　91

15.3 不正确的关断驱动波形　　 91

15.4 正确的关断波形　　91

15.5 正确的接通波形　　92

15.6 反非饱和驱动技术　　92

15.7 高压晶体管最佳的驱动电路　　 92

15.8 习题　　 94

第16章 双极型晶体管的比例驱动电路　　95

16.1 导论　　95

16.2 一个比例驱动电路的例子　　 95

16.3 导通工作过程(比例驱动)　　 95

16.4 关断工作过程(比例驱动)　　 95

16.5 驱动变压器的恢复　　96

16.6 宽范围比例驱动电路　　96

16.7 导通工作过程(宽范围比例驱动电路)　　97

16.8 关断工作过程(宽范围比例驱动电路)　　97

16.9 带有高压晶体管的比例驱动　　98

16.10 习题　　98

第17章 高压晶体管的抗饱和技术　　 99

17.1 导论　　 99

17.2 二极管贝克钳位电路　　99

17.3 习题　　100

第18章 缓冲网络　　101

18.1 导论　　101

18.2 具有负载线整形的缓冲电路　　 101

18.3 工作原理　　 101

18.4 经验估计缓冲网络元件值　　 104

18.5 计算求得缓冲网络元器件的值　　 104

18.6 晶体管q1 的关断损耗　　 104

18.7 缓冲网络的电阻值　　105

18.8 缓冲网络中电阻的功耗　　 105

18.9 密勒电流效应　　105

18.10 组合低功耗缓冲二极管电路　　 105

18.11 高压双极晶体管的典型驱动电路　　 107

18.12 习题　　108

第19章 交叉导通　　109

19.1 导论　　109

19.2 防止交叉导通　　110

19.3 禁止交叉耦合　　110

19.4 电路的工作　　111

19.5 习题　　112

第20章 输出滤波器　　 113

20.1 导论　　113

20.2 基本要求　　113

20.3 开关方式输出的滤波器的寄生效应　　 113

20.4 二级滤波器　　115

20.5 高频扼流圈实例　　 115

20.6 谐振滤波器　　117

20.7 谐振滤波器实例　　 117

20.8 共模噪声滤波器　　 118

20.9 选择输出滤波器的元件值　　 119

20.10 降压变换器的主输出电感的取值　　 119

20.11 设计实例　　 119

20.12 输出电容值　　120

20.13 习题　　122

第21章 供电故障报警电路　　 123

21.1 导论　　123

21.2 供电故障与持续低电压　　 123

21.3 供电故障的简单报警电路　　 123

21.4 动态供电故障报警电路　　 124

21.5 独立的供电故障报警模块　　 126

21.6 反激变换器的供电故障报警　　 127

21.7 快速供电故障报警电路　　 127

21.8 习题　　129

第22章 多输出变换器的辅助输出电压的中心校正　　 130

22.1 导论　　130

22.2 实例　　130

22.3 用饱和电抗器调整电压　　 131

22.4 电抗器的设计　　131

22.5 习题　　132

第23章 辅助电源系统　　133

23.1 导论　　133

23.2 60hz电源变压器　　 133

23.3 辅助变换器　　 133

23.4 工作原理　　134

23.5 稳定的辅助变换器　　135

23.6 高效辅助电源　　136

23.7 主变换变压器驱动辅助电源　　 136

23.8 习题　　136

23.9 低噪声分布式辅助变换器　　 136

23.10 分布式辅助电源系统的结构框图　　 137

23.11 模块1,整流器和线性稳压器　　 138

23.12 模块2,正弦波逆变器　　 140

23.13 输出模块　　 144

23.14 正弦波逆变器的变压器设计　　 145

第24章 稳压电源的并联工作　　 148

24.1 导论　　148

24.2 主从工作　　148

24.3 压控电流源　　149

24.4 强迫型均流　　149

24.5 并联冗余运行　　150

24.6 习题　　152

第二部分 设计: 理论与实践

第1章 多输出反激开关电源　　 153

1.1 导论　　153

1.2 期望特性　　153

1.3 工作方式　　155

1.4 工作原理　　155

1.5 储能阶段　　155

1.6 能量转换方式(反激阶段)　　 157

1.7 确定工作方式的因数　　157

1.8 不规则传递函数　　 159

1.9 变压器通过能力　　 159

1.10 特性特征　　161

1.11 110w 离线式反激电源性能举例　　 161

1.12 习题　　162

第2章 反激变压器设计———针对离线反激式开关电源　　 163

2.1 导论　　163

2.2 磁心参数和气隙的影响　　 163

2.3 常用设计方法　　165

2.4 110w 反激变压器设计例子　　 166

2.5 反激变压器饱和及暂态影响　　 173

2.6 小结　　173

2.7 习题　　173

第3章 减小晶体管开关应力　　 174

3.1 导论　　174

3.2 自跟踪电压抑制　　 174

3.3 反激变换器“缓冲”电路　　 175

3.4 习题　　177

第4章 选择反激变换器功率元件　　 178

4.1 导论　　178

4.2 原边元件　　178

4.3 副边功率元件　　179

4.4 输出电容　　179

4.5 电容寿命　　181

4.6 小结　　182

4.7 习题　　182

第5章 对角半桥反激变换器　　 183

5.1 导论　　 183

5.2 工作原理　　183

5.3 有用性质　　185

5.4 变压器设计　　185

5.5 驱动电路　　185

5.6 工作频率　　185

5.7 缓冲器元件　　186

5.8 习题　　186

第6章 自激振荡直接离线反激变换器　　187

6.1 导论　　187

6.2 工作种类　　187

6.3 常规工作原理　　188

6.4 隔离的自激振荡反激变换器　　 188

6.5 控制电路(简要描述)　　190

6.6 不规则振荡　　191

6.7 自激振荡反激变换器主要参数小结　　191

6.8 习题　　193

第7章 应用电流型控制的反激变换器　　194

7.1 导论　　194

7.2 应用于自激振荡反激变换器的功率限制和电流型控制　　 194

7.3 电压控制环　　194

7.4 输入纹波抑制　　196

7.5 在可变频率反激变换器中使用场效应晶体管　　197

7.6 习题　　197

第8章 离线单端正激变换器　　 198

8.1 导论　　 198

8.2 工作原理　　198

8.3 输出扼流圈取值的限定因素　　 199

8.4 多输出　　200

8.5 能量恢复绕组(p2)　　200

8.6 优点　　201

8.7 缺点　　201

8.8 习题　　201

第9章 正激变换器的变压器设计　　 202

9.1 导论　　202

9.2 变压器设计实例　　 202

9.3 选择功率晶体管　　 207

9.4 最后设计注意事项　　 207

9.5 变压器饱和　　 208

9.6 小结　　208

第10章 对角半桥正激变换器　　 209

10.1 导论　　209

10.2 工作原理　　209

第11章 对角半桥正激变换器变压器设计　　 212

11.1 导论　　 212

11.2 设计注意事项　　215

第12章 半桥推挽占空比控制变换器　　 217

12.1 导论　　 217

12.2 工作原理　　217

12.3 系统优点　　218

12.4 存在的问题　　219

12.5 电流型控制和次谐波纹波　　 220

12.6 防止交叉导通　　 220

12.7 缓冲元件(半桥)　　 220

12.8 软启动　　 220

12.9 变压器设计　　220

12.10 优化磁通密度　　 221

12.11 暂态条件　　221

12.12 计算原边匝数　　 222

12.13 计算最小原边匝数　　223

12.14 计算副边匝数　　 223

12.15 控制和驱动电路　　224

12.16 双倍磁通效应　　 224

12.17 习题　　225

第13章 桥式变换器　　 226

13.1 导论　　 226

13.2 工作原理　　226

13.3 变压器设计(全桥)　　229

13.4 变压器设计举例　　 229

13.5 阶梯形饱和　　234

13.6 瞬间饱和影响　　234

13.7 强迫磁通密度平衡　　234

13.8 习题　　235

第14章 低功率自激振荡辅助变换器　　 236

14.1 导论　　236

14.2 一般工作原理　　236

14.3 工作原理,单变压器变换器　　 236

14.4 变压器设计　　237

第15章 单变压器双晶体管自激振荡变换器　　240

15.1 导论　　 240

15.2 工作原理(增益限制开关)　　 240

15.3 限制开关电流　　241

15.4 选择磁心材料　　242

15.5 变压器设计(饱和磁心型变换器) 　　244

15.6 习题　　248

第16章 双变压器自激振荡变换器　　 249

16.1 导论　　249

16.2 工作原理　　 249

16.3 饱和驱动变压器设计　　251

16.4 选择磁心尺寸和材料　　251

16.5 主功率变压器设计　　251

16.6 习题　　251

第17章 dc-dc变压器概念　　 253

17.1 导论　　253

17.2 dc-dc变压器概念的基本原理　　 253

17.3 dc-dc变压器举例　　 254

17.4 习题　　 255

第18章 多输出混合调整系统　　 256

18.1 导论　　256

18.2 降压变换器,与dc-dc变换器串联　　256

18.3 工作原理　　256

18.4 降压变换器部分　　 257

18.5 直流变压器选择　　 258

18.6 同步混合调节器　　 258

18.7 具有副边后调节的混合调节器　　 258

18.8 习题　　260

第19章 占空比控制推挽变换器　　 261

19.1 导论　　261

19.2 工作原理　　261

19.3 缓冲元件　　263

19.4 推挽变换器中的阶梯形饱和　　 264

19.5 磁通密度平衡　　 264

19.6 推挽变压器设计(一般考虑) 　264

19.7 双倍磁通　　265

19.8 推挽变压器设计实例　　265

19.9 习题　　 269

第20章 dc-dc开关变换器　　 270

20.1 导论　　270

20.2 工作原理　　 272

20.3 控制和驱动电路　　 277

20.4 开关变换器的电感绕组设计　　 277

20.5 电感绕组设计实例　　278

20.6 常规性能参数　　278

20.7 纹波调节器　　278

20.8 习题　　279

第21章 高频可饱和电抗功率调节器(磁占空比控制) 　 280

21.1 导论　　280

21.2 工作原理　　280

21.3 饱和电抗器功率调节器原理　　 281

21.4 可饱和电抗功率调节器的应用　　 282

21.5 饱和电抗器品质因数　　284

21.6 选择合适的磁心材料　　285

21.7 可饱和电感器的控制　　286

21.8 限流饱和电抗器调整器　　 287

21.9 推挽饱和电抗器副边功率控制电路　　 287

21.10 饱和电抗器调节器的优点　　 288

21.11 饱和电抗器调节器的一些限制因素　　288

21.12 恒流或恒压复位情况(高频不稳定情况)　　288

21.13 饱和电抗器的设计　　289

21.14 设计举例　　290

21.15 习题　　291

第22章 恒流电源　　292

22.1 导论　　292

22.2 恒压电源　　292

22.3 恒流电源　　292

22.4 依从电压　　293

22.5 习题　　294

第23章 可调线性电源　　 295

23.1 导论　　295

23.2 基本工作(功率部分)　　295

23.3 驱动电路　　296

23.4 晶体管消耗的最大功率　　297

23.5 功率损耗的分布　　298

23.6 电压控制和限流电路　　299

23.7 控制电路　　299

23.8 习题　　301

第24章 可调开关电源　　302

24.1 导论　　302

24.2 可调开关技术　　303

24.3 反激变换器的特殊性质　　 303

24.4 工作原理　　304

24.5 实际限制因数　　304

24.6 实际设计中的折中　　305

24.7 初始条件　　305

24.8 对角半桥　　305

24.9 原理方框图(大概描述)　　 306

24.10 系统控制原理　　 307

24.11 各方框的功能　　 307

24.12 原边功率限制　　 313

24.13 小结　　313

第25章 可调开关电源的变压器设计　　314

25.1 设计步骤　　314

25.2 可调频率方式　　317

25.3 习题　　318

第三部分 应用设计

第1章 开关电源中的电感和扼流圈　　319

1.1 导论　　319

1.2 简单的电感　　320

1.3 共模线路滤波电感　　320

1.4 共模线路滤波电感图解法设计举例(采用e型铁氧体磁心)　　 323

1.5 共模电感(e型铁氧体磁心)的计算　　 324

1.6 串联型线路输入滤波电感　　 325

1.7 扼流圈(直流偏置的电感)　　 325

1.8 带气隙的e型铁氧体磁心扼流圈的经验设计方法举例　　328

1.9 采用ap 图解法和计算的方法来设计降压和升压电路中的扼流圈　　 329

1.10 降压变换器中扼流圈(铁氧体磁心)的ap 　　331

1.11 铁氧体磁心和铁粉磁心(棒状)扼流圈　　337

1.12 习题　　337

第2章 大电流铁粉磁心扼流圈　　 340

2.1 导论　　340

2.2 储能扼流圈　　341

2.3 磁心导磁率　　341

2.4 带气隙的e型铁粉磁心　　 342

2.5 面积乘积(ap)图解法设计e型扼流圈(铁粉磁心)　　342

2.6 ap 图解法设计e型铁粉磁心扼流圈示例　　344

第3章 铁粉环型磁心扼流圈　　 349

3.1 导论　　349

3.2 环型磁心首选设计方法　　 349

3.3 摆幅扼流圈　　 350

3.4 绕组的选择　　 352

3.5 a方案绕组设计举例　　 352

3.6 b方案绕组设计举例　　 355

3.7 c方案绕组设计举例　　 355

3.8 磁损耗　　 355

3.9 总损耗和温升　　356

3.10 线性环型扼流圈的设计　　 357

附录3.a 面积乘积公式的推导(储能扼流圈)　　 358

附录3.b 填充系数和电阻系数的推导　　 362

附录3.c 图3.3.1所示诺模图的推导　　 364

第4章 开关型变压器的设计(一般原则)　　365

4.1 导论　　365

4.2 变压器尺寸(一般考虑)　　 365

4.3 最优效率　　 366

4.4 最优的磁心尺寸和磁通密度摆幅　　 367

4.5 根据面积乘积计算磁心大小　　 369

4.6 原边面积系数kp 　　369

4.7 绕组填充系数ku 　　370

4.8 均方根电流系数kt 　　370

4.9 频率对变压器尺寸的影响　　 370

4.10 磁通密度摆幅δb 　 370

4.11 机构规范对变压器尺寸的影响　　 372

4.12 原边绕组匝数的计算　　372

4.13 副边绕组匝数的计算　　373

4.14 半匝绕组　　374

4.15 导线尺寸　　374

4.16 集肤效应和导线的最优厚度　　 374

4.17 绕组拓扑结构　　377

4.18 温升　　380

4.19 效率　　382

4.20 温升较高时的设计　　382

4.21 消除双股线绕组中的击穿应力　　 383

4.22 rfi屏蔽和安全屏蔽　　383

4.23 变压器的半匝绕法　　384

4.24 变压器完工及真空浸渍　　 386

4.25 习题　　386

附录4.a 变压器设计中ap 公式的推导　　388

附录4.b 高频变压器绕组的集肤和邻近效应　　391

第5章 利用诺模图优化150w 变压器的设计示例　　398

5.1 导论　　398

5.2 磁心的大小和最优的磁通密度摆幅　　 398

5.3 磁心和磁心线轴的参数　　 398

5.4 原边绕组匝数的计算　　399

5.5 原边绕组匝数的计算　　399

5.6 原边绕组的集肤效应　　399

5.7 副边绕组匝数　　400

5.8 副边导线的直径　　 400

5.9 副边集肤效应　　400

5.10 设计注意问题　　400

5.11 设计检验　　400

5.12 原边铜损耗　　401

5.13 副边铜损耗　　401

5.14 磁损耗　　401

5.15 温升　　401

5.16 效率　　402

第6章 变压器的阶梯式趋于饱和效应　　403

6.1 导论　　403

6.2 减小阶梯式趋于饱和效应的方法　　 403

6.3 占空比控制的推挽式变换器中的强制磁通平衡　　404

6.4 电流型控制系统中的阶梯式趋向饱和问题　　406

6.5 习题　　406

第7章 双倍磁通　　407

第8章 开关电源的稳定性和控制环路补偿　　408

8.1 导论　　408

8.2 开关电源不稳定的一些原因　　 408

8.3 控制环路稳定的方法　　409

8.4 稳定性测试方法　　 409

8.5 测试步骤　　410

8.6 瞬态测试分析　　410

8.7 伯德图　　411

8.8 闭环电源系统伯德图的测量步骤　　 412

8.9 伯德图的测量设备　　413

8.10 测试技术　　414

8.11 开环电源系统伯德图的测量步骤　　 414

8.12 用“差分方法”确定最优补偿特性　　 415

8.13 不稳定性难以解决的原因　　 416

8.14 习题　　 417

第9章 右半平面零点　　 419

9.1 导论　　419

9.2 对右半平面零点动态性的说明　　 419

9.3 右半平面零点简要说明　　 419

9.4 习题　　423

第10章 电流型控制的控制方式　　 424

10.1 导论　　424

10.2 电流型控制的控制原理　　 424

10.3 转换电流型控制为电压控制　　 426

10.4 完全能量传递电流型控制反激变换器的性能　　 427

10.5 在连续电感电流变换器拓扑中电流型控制的优点　　 427

10.6 斜率补偿　　429

10.7 电感电流连续模式降压变换器的电流型控制优点　　 430

10.8 电流型控制的固有缺点　　 432

10.9 采用电流型控制的推挽式拓扑的磁通平衡　　434

10.10 电流型控制半桥变换器和其他使用隔直电容器的　　 434

10.11 小结　　 435

10.12 习题　　 436

第11章 光电耦合器　　 437

11.1 导论　　437

11.2 光电耦合器接口电路　　437

11.3 稳定性和噪声灵敏度　　439

11.4 习题　　440

第12章 开关电源用电解电容器的纹波电流额定值　　 441

12.1 导论　　441

12.2 根据公布的数据建立电容器有效值的纹波电流的额定值　　 443

12.3 在开关型输出滤波电容器应用中建立纹波电流有效值　　443

12.4 推荐的测试过程　　 443

12.5 习题　　444

第13章 无感分流器　　 445

13.1 导论　　445

13.2 分流器　　445

13.3 简单分流器的电阻与电感的比值　　 445

13.4 测量误差　　445

13.5 低电感分流器结构　　446

13.6 习题　　447

第14章 电流互感器　　 448

14.1 导论　　448

14.2 电流互感器的类型　　448

14.3 磁心尺寸和磁化电流(所有类型) 　　 449

14.4 电流互感器的设计步骤　　 450

14.5 单向电流互感器设计举例　　 451

14.6 第二种类型,推挽应用的交流电流互感器　　453

14.7 第三种类型,反激式电流互感器　　 454

14.8 第四种类型,直流电流变流器(dcct)　　455

14.9 在反激变换器中应用电流互感器　　459

第15章 测量用的电流探头　　 461

15.1 导论　　461

15.2 特殊用途的电流探头　　 461

15.3 单向(不连续)电流脉冲测量用电流探头的设计　　462

15.4 选择磁心尺寸　　463

15.5 计算所需要的磁心截面积　　 463

15.6 检查磁化电流误差　　464

15.7 电流探头在直流和交流电流中的应用　　465

15.8 高频交流电流探头　　 465

15.9 低频交流电流探头　　 465

15.10 习题　　 466

第16章 开关电源的散热管理　　 467

16.1 导论　　467

16.2 高温对半导体寿命和电源故障率的影响　　 467

16.3 自然通风散热器、热交换器、热分流器和它们的电气模拟　　 468

16.4 热电路和等效电气模拟　　 469

16.5 热容量ch(电容c 的模拟)　　472

16.6 计算结点温度　　 472

16.7 计算热交换器的尺寸　　 473

16.8 优化热传导路径方法和在什么地方使用“导热连接的散热膏” 　　 474

16.9 对流、辐射或者传导　　476

16.10 热交换器的效率　　479

16.11 输入功率对热阻的影响　　 480

16.12 热阻和热交换器的面积　　 480

16.13 强迫通风冷却　　 481

16.14 习题　　482

第四部分 补充内容

第1章 有源功率因数校正　　 483

1.1 导论　　 483

1.2 功率因数校正基础、误解和事实　　 484

1.3 无源功率因数校正　　488

1.4 有源功率因数校正　　491

1.5 其他调节器拓扑结构　　496

1.6 降压变换器　　500

1.7 变换器的组合使用　　501

1.8 功率因数控制的集成电路　　 504

1.9 典型的集成电路控制系统　　 507

1.10 实用设计　　512

1.11 控制ic的选择　　 515

1.12 功率因数控制部分　　521

1.13 降压部分驱动级　　 524

1.14 功率元器件　　526

附录1.a 用于功率因数校正升压电路的扼流圈的设计实例　　 532

第2章 硬开关的优缺点以及全谐振式开关电源　　536

2.1 导论　　536

2.2 硬开关方法的优缺点　　536

2.3 全谐振式开关系统　　538

2.4 电流型并联谐振式镇流器　　 540

2.5 绕线式元件的设计　　 545

2.6 结论　　549

第3章 准谐振式开关变换器　　 550

3.1 导论　　550

3.2 硬开关方法　　550

3.3 全谐振式方法　　550

3.4 准谐振式系统　　550

3.5 全桥零电压换流移相调制10kw准谐振变换器　　 551

3.6 q1~q4 桥式电路的驱动时序　　 553

3.7 功率开关时序　　 554

3.8 零电压开关的最佳条件　　 562

3.9 确定最优谐振电感(l1e)　　 566

3.10 变压器漏感　　567

3.11 输出整流器的缓冲　　567

3.12 开关速度和换流周期　　568

3.13 原边和副边的功率电路　　 570

3.14 功率波形和功率传递的条件　　 571

3.15 mosfet的基本驱动原理　　 572

3.16 调制和控制电路　　 574

3.17 功率级mosfet的开关不对称性　　 577

3.18 结论　　 578

3.19 控制ic 　　578

第4章 全谐振式自激振荡电流型mosfet型正弦波变换器　　 579

4.1 导论　　579

4.2 基本mosfet谐振式逆变器　　 579

4.3 启动mosfet逆变器　　 581

4.4 改进型栅极驱动电路　　583

4.5 其他启动方法　　 585

4.6 辅助电源　　585

4.7 小结　　585

第5章 单一电压控制的宽范围正弦波振荡器　　587

5.1 导论　　587

5.2 频率和幅值控制原理　　587

5.3 宽范围正弦波vco的工作原理　　 588

5.4 电路性能　　589

电源常用术语　　591

参考文献　　601

编辑推荐

　　《开关电源故障诊断与排除》由Sanjaya Maniktala编著，这是第一本系统论述开关电源的故障诊断和排除的著作。作者将几十年设计商用电源的经验融入了这本书中，对许多问题给出了自己的见解和解决办法，解决了许多从业者的困惑。 　　《开关电源故障诊断与排除》从实践角度回答了一个重要问题：为什么开关电源实际的表现行为与理论设计存在如此大的差异？怎样消除这种差异？ 　　涵盖了AC／DC和DC／DC开关电源的方方面面。 　　对用于功率变换的半导体IC进行了实验评估。介绍了作者在国家半导体公司工作期间测试同类IC时掌握的标准和革新性技术。 　　讨论了接地系统、有效使用仪器和探头等若干其他文献中未包含的主题。 　　跟踪研究某著名论坛上发布的电源相关问题长达5年。给出了详细的解答。 　　写作风格独特、可读性强。在条理清晰的讲解中配有大量的图表。

内容概要

Sanjaya Maniktala是世界级的开关电源专家。曾在飞思卡尔、西门子和美国国家半导体等著名公司担任高级工程领导职务，拥有“浮动Buck调整器拓扑”等多项专利。他也是广受赞誉的技术作家，除本书外，他的另外两部著作《开关电源故障诊断与排除》(人民邮电出版社)、《开关电源设计与优化》也都是世界级的名著，他还是EDN、Electronic Design等杂志的专栏作家。

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