开关电源制作与调试(第2版无水印完整版)

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《开关电源制作与调试(第二版)》从实用角度出发,全面、系统深入地阐述了开关电源的制作流程,开关电源的拓扑结构,开关电源的控制电路,开关电源的辅助电路,电路板的布局、布线方法,高频变压器与功率电感的制作,调试与测试方法及注意事项,主电路的参数计算与功率管的选择,PFC电路设计,并详细介绍了作者实际设计制作的4个不同类型开关电源实例。
第二版 开关电源 TN86 120-2 制作与i试 ●马洪涛周芬萍沙占友睢丙东等著 的电当 内容提要 本书从实用角度出发,全面、系统、深入地阐述了开关电源的制作流程,开关 电源的拓扑结构,开关电源的控制电路,开关电源的辅助电路,电路板的布局、布 线方法,高频变压器与功率电感的制作,开关电源的调试与测试方法及注意事项, 主电路的参数计算与元器件的选择,PFC电路设计,并详细介绍了作者实际设计 制作的4个不同类型的开关电源实例。 本书内容丰富,深入浅出,通俗易懂,图文并茂,具有很高的实用价值,可供 电子和电气工程技术人员、仪器仪表及家电维修人员、大专院校师生及电子爱好者 阅读 图书在版编目(CIP)数据 开关电源制作与调试/马洪涛等著.—2版.一北京:中国电力出版 社,2014.7 ISBN978-7-5123-5509-5 I.①开…Ⅱ.①马…Ⅲ.①开关电源一制作②开关电源一调试 方法Ⅳ.①TN86 中国版本图书馆CIP数据核字(2014)第024448号 中国电力出版社出版、发行 (北京市东城区北京站西街19号100005http://www.cepp.sgcccomcn) 航远印刷有限公司印刷 各地新华书店经售 2010年7月第一版 2014年7月第二版2014年7月北京第五次印刷 710毫米×980毫米16开本16.5印张349千字 印数8501-11500册定价42.00元 敬告读者 本书封底贴有防伪标签,刮开涂层可查询真伪 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 开关电源制作与调试(第二版) 前 开关电源具有高效率、低功耗、体积小、重量轻等显著优点,其电源效率可达 80%以上,比传统的线性稳压电源提高近一倍。开关电源的应用领域十分广泛,不仅包 括仪器仪表、测控系统和计算机内部的供电系统,还适用于各种消费类电子产品。开关 电源代表了稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的主流产品。目前,开关电源正朝 集成化、智能化、模块化的方向发展 开关电源技术涉及了模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术等多种学科。开 关电源的设计与制作要求设计者具有丰富的实践经验,既要完成设计制作,又要懂得调 试、测试与分析等。特别是在电路板的布局、布线方法及高频变压器的设计制作方面, 要有足够的经验才能达到开关电源的性能指标。 鉴于国内介绍开关电源制作与调试的书籍还很少见,而广大读者迫切需要能全面、 系统地掌握这方面的知识。为此,作者将本人近年来在教学与科研工作中积累的经验加 以系统总结,并参考国内外厂家提供的最新资料后撰写了《开关电源制作与调试》。该 书于2010年出版后已经多次印刷,受到广大读者的欢迎。本书作者近几年又完成了多 款开关电源的设计制作,积累了更多的经验与体会,现对原书内容进行了部分修改与较 多的补充,与广大的新、老读者分享。 本书第二版与第一版相比,主要具有以下特点: 第一,新增了“主电路的参数计算与元器件的选择”和“功率因数校正(PFC)电 路设计”两章,以适应新技术的发展与应用。 第二,完善了“髙频变压器设计”一章的内容,并增加了功率电感设计的相关 内容。 第三,在“开关电源的辅助电路”一章中增加了“功率开关管驱动电路”和“输出 电流反馈电路”两节,以适应大功率开关电源及电池充电器的设计。 第四,新增了电池充电器的设计制作实例 第五,融入了更多的实践经验与体会,便于读者触类旁通,举一反三,灵活应用。 马洪涛副教授撰写了第1~5章和第9章,并完成了全书的审阅和统稿工作。周芬 萍副教授撰写了第6~8章,并绘制了本书的全部插图。沙占友教授撰写了第11章。睢 丙东教授撰写了第10章。王晓君、安国臣、孟志永、于国庆、王彦朋、李佳玮、纪海 楠、周文婷等同志也参加了本书的撰写工作。 由于作者水平所限,书中的缺点和不妥之处在所难免,敬请广大读者指正。 作者 开关电源制作与调试(第二版) 日录 前言 第1章开关电源的制作流程 1.1开关电源的电路组成 1.2开关电源的制作流程 第2章开关电源的拓扑结构 8 2.1降压式变换器 8 2.2升压式变换器… ……………10 2.3反激式变换器… 12 2.4正激式变换器 ………………15 2.5推挽式变换器 17 2.6半桥式变换器……………………………………………19 2.7全桥式变换器…… 20 2.8几种拓扑结构对比 21 第3章开关电源的控制电路 23 3.1PWM控制电路的类型……………………………………………23 3.2自激振荡型PWM控制电路… 26 3.3TLA494电压型PWM控制电路… 29 3.4SG3525电压型PWM控制电路… 33 3.5UC3842电流型PWM控制电路 38 3.6UC3846电流型PWM控制电路 ………………46 3.7 TOPSwitchⅡ系列的PWM控制电路……………………54 3.8 Tiny Switch系列的PWM控制电路… 59 第4章主电路参数计算及元器件选择 65 4.1输入整流/滤波电路的参数计算及元件选择…… 65 4.2功率开关管的电压/电流计算及元件选择…… 73 4.3输出整流/滤波电路的参数计算及元件选择 82 第5章开关电源的辅助电路 ,,,·,,,,.,,,,,.,.,,,,.,,,, 89 5.1输出电压反馈电路… …………∴……………………89 5.2尖峰电压吸收电路 5.3EMI滤波电路 97 5.4输出电流反馈电路· ………98 5.5过电压保护电路 ……………………………………………………99 5.6过电流保护电路… 100 5.7尖峰电流抑制电路 102 5.8功率开关管驱动电路… 103 第6章高频变压器及功率电感的设计 ∴………………………………110 6.1高频变压器设计的基本方法… .:...:·.....······················· 110 6.2反激式开关电源的高频变压器设计…………………122 6.3正激式开关电源的高频变压器设计…………………………………128 6.4推挽式开关电源的高频变压器设计 129 6.5半桥/全桥式开关电源的高频变压器设计 130 6.6功率电感的设计 131 第7章印制电路板的设计方法 140 7.1确定元器件的封装 140 7.2元器件的布局 141 7.3印制板的布线… ……………………………143 7.4通用电路组件的模块化设计 150 第8章开关电源的调试方法…………………………………………151 8.1调试仪器设备的选择…… 151 8.2调试方法与步骤… ………………………159 8.3关键测试点的选择 160 8.4调试中的注意事项… 162 第9章开关电源的设计与制作实例 …164 9.160W宽电压范围开关电源 164 9.2三相电能表开关电源…………………………174 9.372W升压式DC/DC变换器 183 9.440V/25A电池充电器 190 第10章功率因数校正(PFC)电路设计 203 10.1开关电源的功率因数(PF)… 203 10.2无源PFC电路的工作原理……………………………………208 10.3有源PFC电路的工作原理 …………210 10.4UCC28019型PFC控制电路 …218 10.52kW电池充电器PFC电路设计 225 第11章开关电源的测试分析 …231 11.1开关电源测试技术 231 11.2开关电源的性能测试 234 11.3开关电源的测试技巧……………………………………………236 11.4开关电源的波形测试及分析………………240 11.5高频变压器磁饱和的检测方法……………………………245 参考文献 ………………………………253 开关电源制作与调试(第二版) 第章 开关电源的制作流程 开关电源( Switch Mode Power Supply,简称SMPs)具有高效率、低功耗、 体积小、重量轻等显著优点,代表了稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的 主流产品。开关电源的设计与制作要求设计者具有丰富的实践经验,既要完成设 计制作,又要懂得调试、测试与分析等。本章介绍开关电源组成及制作、调试所 需的基本步骤和方法。 1.1开关电源的电路组成 开关电源一般是指输入与输出隔离的电源变换器,包括AC/DC电源变换器和DC/ DC电源变换器,也称为AC/DC开关电源和DC/DC开关电源。非隔离式DC/DC变换 器也属于开关电源,通常称之为开关稳压器。 1.AC/DC开关电源的组成 AC/DC开关电源的典型结构如图1-1-1所示。电源由输入电磁干扰(EMI)滤波 器、输人整流/滤波电路、功率变换电路、PwM控制器电路、输岀整流/滤波电路和输 出电压反馈电路组成。 AC输入EM滤波 整流/滤波 功率变换 整流/滤波 DC输出 PFC电路 PwM控制器 电压反馈 图1-1-1AC/DC开关电源的典型结构 其中输人整流/滤波电路、功率变换电路、输岀整流/滤波电路和PWM控制器电路 是主要电路,其他为辅助电路。有些开关电源中还有防雷击电路、输入过压/欠压保护 电路、输岀过压保护电路、输岀过流保护电路、输岀短路保护电路等其他辅助电路。对 于有功率因数要求的开关电源,还要在输入整流/滤波环节中加人功率因数校正(PFC) 电路。 2.DC/DC开关电源的组成 DC/DC开关电源的组成相对AC/DC开关电源要简单一点,其典型结构如图1-1-2

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