开关电源设计入门与实例解析 张占松.pdf，开关电源相关的工具书
内容筒介 本书全面、系统地阐述了开关电源的设计入门知识,并对一些典型设 计实例做以解析。本书遵循先易后难、化整为零、突出重点和难点的原 则,在介绍开关电源基本原理与构成的基础上,首先将开关电源划分成若 干个基本单元电路,依次阐述开关电源一次侧外围电路的设计、高频变压 器的设计、二次侧输出电路及反馈电路的设计,再介绍整机电路设计,最 后以图表的形式简明扼要地分析了28种新型开关电源的设计实例。所述 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知识。 本书融实用性、科学性于一体,内容由浅入深,循序渐进,通俗易 懂,图文并茂,是一本开关电源的入门指南,适合开关电源行业中的工程 技术人员和初学者阅读 图书在版编目(CIP)数据 开关电源设计入门与实例解析/沙占友等著.一北京:中国电力 出版社,2009 (开关电源设计与应用系列书) ISBN978-7-5083-9379-7 I.开…Ⅱ.沙…Ⅲ.开关电源一设计Ⅳ.TN86 中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第155948号 中国电力出版社出版、发行 (北京三里河路6号100044http://www.cepp.comcn) 航远印刷有限公司印刷 各地新华书店经售 2009年10月第一版2009年10月北京第一次印刷 850毫米×1168毫米32开本9.25印张266千字 印数0001-3000册定价19.00元 敬告读者 本书封面贴有防伪标签,伽热后中心图案消失 本书如有印装质量问题,我社发行部负责退换 版权专有翻印必究 开关电源设计与应用系列书 前言 开关电源设计入门与实例解析 尽管开关电源的电路可以千变万化,其基本构成却大致相同。 主要包括一次侧外围电路(含输入端保护电路、输入整流滤波器和 钳位保护电路)、主控制芯片(PwM控制器或单片开关电源集成电 路)、高频变压器、二次侧输出电路、反馈电路、偏置电路及其他 保护电路。 鉴于目前国内已出版的专门介绍开关电源设计基础的书籍还很 少,而广大读者迫切需要能更快速、全面、系统地掌握开关电源的 入门知识、从单元电路到整机电路的设计方法、设计实例及注意事 项。为此,我们在系统总结从事开关电源研究工作所积累的经验及 部分科研成果的基础上,参考国外厂家提供的最新资料后撰成本 书,以满足开关电源行业中的工程技术人员和初学者的急需。本书 为“开关电源设计与应用系列书”的分册。该丛书还包括《开关电 源外围元器件选择与检测》、《开关电源优化设计》和《开关电源制 作与调试》。 本书融科学性、先进性、系统性、实用性于一体,主要有以下 特点: 第一,题材新颖,编排合理。本书遵循先易后难、化整为零、 突出重点和难点的原则,在介绍开关电源基本原理与构成的基础 上,将开关电源划分成若干个基本单元电路,依次阐述开关电源 次侧外围电路的设计、高频变压器的设计、二次侧输出电路及反馈 电路的设计,然后介绍整机电路设计 第二,全面、系统地阐述了开关电源的基本设计方法和设计要 点。以第三章为例,所介绍开关电源一次侧外围电路的设计,不仅 包括输入保护电路、电磁干扰滤波器和输入整流滤波电路,还包括 漏极钳位保护电路的设计、功率开关管的选择等内容,给读者以完 整、清晰的概念。 第三,深入浅出,通俗易懂,实用性强。例如,第一、二章分 别讲述开关电源的基础知识和基本控制电路,作为初学者的人门 篇。第六章在阐述开关电源整机电路设计时,还突出介绍了开关电 源散热器实用设计方法及设计实例。第七~九章以图表的形式简明 扼要地分析了28种新型开关电源的设计实例,这对读者学习设计 和制作开关电源具有重要参考价值。 第四,信息量大,知识面宽,便于读者触类旁通,举一反三, 灵活运用。 沙占友教授撰写了第三章、第四章、第五章和第六章,并完成 了全书的审阅和统稿工作。王彦朋教授撰写了第一章和第七章,安 国臣、孟志永老师合撰了第二章、第八章和第九章。 李学芝、沙江、韩振廷、张文清、宋怀文、陈庆华、王志刚、 刘立新、张启明、刘东明、赵伟刚、宋廉波、刘建民、李志清、郑 国辉、王金和同志也参加了本书撰写工作。 由于作者水平有限,书中难免存在缺点和不足之处,欢迎广大 读者指正。 作者 关电源设计与应用系列 开关电源设计入门与实例解析 目录 2 前言 第一章开关电源的基础知识… 第一节开关电源名词解释 第二节集成稳压电源的分类 一、集成稳压电源的分类 11779 、开美电源的分类… 第三节开关电源与线性电源的比较………10 、开关电源的主要特点 10 、开关电源与线性电源的比较………………11 第四节开关电源的基本原理………………14 一、开关电源的工作方式 14 、脉宽调制控制器的基本原理 15 三、单片开关电源的构成与基本原理……18 第五节开关电源集成电路的产品分类 19 一、PWM控制器集成电路的产品分类… 19 、单片开关电源集成电路的产品分类… 20 、开关稳压器集成电路的产品分类…………22 豳第二章开关电源的基本电路 23 第一节基准电压源电路 23 、传统基准电压源的基本原理…………………23 带隙基准电压源的基本原理 25 第二节误差放大器电路 26 第三节电压控制型开关电源的基本电路 28 第四节电流控制型开关电源的基本电路 30 第五节电荷泵式开关电源的基本电路 31 第六节反馈电路的基本类型…………33 第七节开关电源的过热保护电路 35 第三章开关电源一次侧外围电路的设计 37 第一节输入保护电路的设计… 37 一、输入保护电路的基本构成… 37 二、熔丝管… ……38 三、熔断电阻器…………………………41 四、负温度系数功率热敏电阻器…………42 五、压敏电阻器 44 第二节电磁干扰滤波器的设计…… 46 、电源噪声及其抑制方法…… 46 二、简易电磁干扰滤波器的设计…………………47 三、复杂电磁干扰滤波器的设计… 51 第三节开关电源输入整流滤波电路的设计 52 输入整流管的选择 52 二、输入整流桥的选择 52 三、榆入滤波电容器的选择 57 四、倍压整流及交流输入电压转换电路的设计……58 第四节开关稳压器输入整流滤波电路的设计 61 、输入整流滤波器的选择与设计曲线………61 、输入整流滤波器的谖计步骤……………65 三、输入整流滤波器的设计实例… 66 第五节功率开关管的选择… ………………68 一、双极型功率开关管的选择 68 二、 MOSFET功率开关管的选择………… 69 第六节漏极钳位保护电路的设计 72 一、漏极上各电压参数的电位分布……72 、漏极钳位保护电路的设计…………………73 圈第四章高频变压器的设计 ……76 第一节高频变压器磁心的选择 76 第二节高频变压器导线的选择 81 一、漆包线的选择 …81 二、三层绝缘线的选择 83 第三节高频变压器设计实例 86 第四节利用软件设计开关电源及高频变压器的实例 90 、 PI Expert7.1的主要特点 90 二、利用软件设计开关电源的实例… 92 三、查阅并修改高频变压器参数的方法 96 第五节利用软件设计高频变压器的基本公式 100 第六节设计高频变压器的注意事项………105 第七节防止高频变压器磁饱和的方法……………112 、磁饱和对开关电源的危害及避免方法………112 检测高频变压器磁饱和的简便方法…………112 第五章开关电源二次侧电路及反馈电路的设计… 116 第一节输出整流管的选择 ……………116 一、快恢复及超快恢复二极管的选择……… 116 二、肖特基二极管的选择… 119 三、几种整流管的性能比较………………121 第二节输出滤波电容器的计算与选择 122 、输出滤波电容器的容量计算………………122 选用输出滤波电容器的注意事项………………126 第三节磁珠的选择 …………………128 、磁珠的性能特点…………………………………128 、磁珠的选择方法……………………………130 第四节稳压管的选择 …………………133 第五节光耦合器的选择 136 光耦合器的工作原理 136 、线性光耦合器的选择… ……138 第六节可调式精密并联稳压器的选择 140 一、TL431型可调式精密并联稳压器 140 二、NCP100型可调式精密并联稳压器……141 第七节普通光耦反馈电路的设计实例 143 、待机电源的光耦反馈电路 143 二、通用开关电源的光耦反馈电路……… 144 、大功率音频功率放大器电源的光耦反馈电路……145 第八节精密光耦反馈电路的设计实例 146 一、由TLA31构成的精密光耦反馈电路 147 、由NCP100构成的精密光耦反馈电路……149 第九节控制端补偿及偏置电路的设计实例 150 一、控制端补偿电路的设计… …………150 、偏置电路的设计………… 151 第六章开关电源整机电路的设计 153 第一节由UC842构成的开关电源… 153 UC3842的工作原理 153 UC3842的驱动电路及启动方式 156 三、UC3842的典型应用 ……158 第二节由SG3524构成的开关电源……………159 、SG3524的工作原理………………………159 二、SG3524的典型应用 ……161 第三节由 TOPSwitch-GX构成的开关电源………165 、 TOPSwitch-GX系列的工作原理…………165 二、 TOPSwitch GX的典型应用………………167 第四节由 TinySwitchⅢ构成的微型开关电源…171 TinySwitch-Ⅲ系列产品的工作原理……171 、 TinySwitch-Ⅲ系列产品的典型应用…………173 第五节由 PeakSwitch构成具有峰值输出能力的 开关电源 ……175 一、 PeakSwitch系列产品的工作原理…………………176 、 Peak Switch系列产品的典型应用 178 第六节开关电源保护电路的设计 182 、开关电源保护电路的分类………………………182 二、开关电源保护电路的设计… 184 第七节开关电源的设计方法与步骤…………190 第八节开关电源印制电路板的设计…………199 印制板常用参数表…………………199 、开关电源印制板的设计要点…………201 第九节开关电源散热器的设计 ………203 、散热器的基本知识…………………… 203 二、散热器的工作原理……………………206 三、开关电源散热器实用设计方法…… 208 四、开关电源散热器的设计实例 211 第七章开关稳压器及直流开关电源实例解析………214 第一节降压式开关稳压器实例解析………………214 降压式开关稳压器的基本原理 214 、降压式开关稳压器实例解析… 216 第二节升压式开关稳压器实例解析 218 、升压式开关稳压器的基本原理… 218 二、升压式开关稳压器的简化电路解析…………219 三、升压式开关稳压器实例解析……………………219 第三节降压/升压式开关稳压器实例解析………221 、降压/升压式开关稳压器的简化电路解析 221 、降压/升压式开关稳压器实倒解析……………222 第四节负压输出式开关稳压器实例解析…………223 一、负压输出式开关稳压器实例解析………………223 、正压开关稳压器做负压输出实例解析 ……225 第五节大电流输出式开关稳压控制器实例解析……226 第六节高压开关稳压器实例解析…………227 第七节多路输出式开关稳压器实例解析…………229 第八节复合开关稳压器实例解析 231 第九节反激式直流开关电源实例解析… …234