本书内容包含∶各种基本的直流变换器的特点、原理、计算、驱动、控制、保护;通信用高频开关整流器的实用方案及其发展;单相和三相的功率因数校正;单级变换器;大功率直流变换级中软开关的应用及发展;三电平变换器;电磁元件设计及PSPICE仿真;通信电源的数字控制技术,以及不间断电源、防雷、局站电源系统的监控等相关技术。
本书适合于通信、电力电子、工业自动化类专业的大学生、研究生及相关技术人员阅读,可供教学、自学和参考之用。
目录
第1章 绪 论 ……………………………………………1
1.1 通信电源的功能和重要性………… 1
1.1.1 通信设备对通信电源的要求…… 1
1.1.2 通信电源不间断供电的重要性…… 2
1.1.3 环境影响电网质量的体现………… 2
1.2 通信局站电源系统及变换器类型 ……………………………………3
1.2.1 集中供电通信电源系统…………… 3
1.2.2 分散供电通信电源系统…………… 4
1.2.3 混合供电通信电源系统…………… 4
1.2.4 变换器类型……………………………… 4
1.3 通信直流电源的发展概况………… 5
1.4 大功率高频
开关电源(整流器)系统简介 ……………………………… 6
1.5 通信用开关型整流器技术要求 ……………………………………7
第2章 常用功率半导体器件及工作状态……………………………………9
2.1 功率场效应晶体管 …………………… 9
2.1.1 功率 MOSFET简介 ………………… 9
2.1.2 MOSFET的主要特性及参数 …… 9
2.2 绝缘栅双极型晶体管……………… 13
2.3 晶闸管……………………………………………………………………………………………………………14
2.3.1 普通型晶闸管 ……………………… 14
2.3.2 双向晶闸管 ……………………… 15
2.4 快恢复
二极管 ……………………… 16
2.5 肖特基二极管 ………………………… 17
第3章 直流变换器基本电路 ………… 19
3.1 直流变换器概述……………………… 19
3.1.1 直流变换器的功能 ……………… 19
3.1.2 直流变换器的组成 ……………… 19
3.1.3 主电路方案间的关系 …………… 20
3.2 降压型直流变换器主电路 …… 20
3.2.1 工作原理………………………………………………… 21
3.2.2 电感电流连续状态(CCM) …… 22
3.2.3 电感电流临界状态 ……………… 23
3.2.4 电感电流不连续状态(DCM) … 23
3.2.5 功率开关管及续流二极管的选择 ……………………………………24
3.2.6 输出脉动电压峰-峰值 ………… 24
3.2.7 变换器的效率 ……………………… 24
3.2.8 同步整流器的应用 ……………… 25
3.3 单端正激型直流变换器 ……… 26
3.3.1 主电路特征 ………………………… 26
3.3.2 电感电流连续状态分析 ……… 26
3.3.3 临界状态 ……………………………… 29
3.3.4 输出电压 …………………………… 29
3.3.5 变压器储能的回馈 ……………… 29
3.3.6 单端正激型直流变换电路的计算 …………………………………………………… 30
3.3.7 单端正激电路特点 ……………… 31
3.4 反相型直流变换器…………………… 31
3.4.1 原理及要点简述 ………………… 31
3.4.2 电感电流连续状态分析 ……… 31
3.4.3 几种危险状态 …………………… 32
3.4.4 临界电感 …………………………… 33
3.4.5 半导体器件参数 …………………… 33
3.4.6 脉动电压的峰-峰值 …………… 33
3.5 单端反激型直流变换器 ……… 34
3.5.1 单端反激型直流变换器的特征 ……………………… 34
3.5.2 变压器磁动势连续状态分析 …… 34
3.5.3 临界电流和临界电感 …………… 36
3.5.4 输出电压 ………………………………… 37
3.5.5 单端反激型直流变换电路的计算 ……………………… 38
3.6 升压型直流变换电路……………… 39
3.6.1 电路特点 …………………………… 39
3.6.2 工作原理 ………………………………… 39
3.6.3 电感电流连续状态分析 ……… 40
3.7 Cuk 型直流变换器………………… 41
3.7.1 隐含升压型和降压型机理 …… 41
3.7.2 脉动电压补偿原理 ……………… 42
3.8 Sepic 型直流变换器 …………… 42
3.8.1 工作原理 ………………………………………… 43
3.8.2 Sepic 型直流变换器的电压比 …… 43
3.9 推挽型直流变换器………………… 44
3.9.1 电路特点 ……………………………… 44
3.9.2 工作原理 ……………………………………… 44
3.9.3 推挽电路的磁状态 ……………… 45
3.9.4 输出电压(平均值) …………… 46
3.9.5 临界电感 …………………………… 46
3.9.6 推挽型直流变换电路的计算 …… 46
3.10 半桥型直流变换器 ……………… 47
3.10.1 电路的构成………………………… 47
3.10.2 工作原理………………………………… 48
3.10.3 半桥型变换电路的计算………… 48
3.10.4 电路特点…………………………… 49
3.11 全桥型直流变换器 ……………… 49
3.11.1 工作原理………………………………………… 49
3.11.2 全桥型直流变换电路的计算…… 50
3.11.3 电路特点……………………………… 51
3.12 钳位、缓冲电路 …………………… 51
3.12.1 过电压吸收………………………………………… 51
3.12.2 缓冲电路…………………………… 52
3.12.3 能量恢复吸收电路……………… 53
第4章 控制电路………………………………… 55
4.1 驱动电路 ………………………………………………… 55
4.1.1 对驱动电路的要求 ……………… 55
4.1.2
集成电路直接驱动 ……………… 56
4.1.3 加设驱动功率放大级驱动 …… 56
4.1.4 变压器耦合驱动 …………………… 56
4.1.5 光耦合驱动器 ……………………… 57
4.2 脉宽调制器原理……………………… 57
4.2.1 脉宽调制 ……………………………………… 57
4.2.2 脉冲分配 ……………………………… 58
4.2.3 主电路与PWM比较器组合增益 ……………………………… 58
4.3 稳压系统 ……………………………… 59
4.3.1 硅稳压二极管及基准电压 …… 59
4.3.2 晶体管直流线性稳压电路 …… 60
4.4 稳流和限流 …………………………… 62
4.5 低压降线性稳压器与开关电源联合使用…………………………63
4.5.1 低压降线性稳压器 ……………… 63
4.5.2 低压降与开关电源串级使用 …… 64
4.6 过电压保护 ……………………………… 64
4.7 SG1525A电压型控制
芯片…… 64
4.7.1 SG1525A的特点 …………………… 64
4.7.2 工作原理 ………………………………………… 65
4.8 UC1842、UC1846电流型控制芯片…………………………………… 67
4.8.1 UC1842脉宽调制器及应用实例………………………………68
4.8.2 UC1846电流控制型脉宽调制器……………………………… 69
4.9 脉冲频率调制………………………… 71
4.9.1 脉冲频率调制的基本思想 …… 71
4.9.2 脉冲频率调制的原理 …………… 71
4.9.3 脉冲频率调制的特点及应用 …… 74
第5章 软开关技术………………………… 75
5.1 软开关技术概述……………………… 75
5.1.1 开关损耗的产生 ………………… 75
5.1.2 软开关技术的提出 ……………… 75
5.1.3 软开关技术的分类 ……………… 76
5.2 全谐振变换器 ……………………… 77
5.2.1 基本串联谐振电路 ……………… 77
5.2.2 串联负载串联谐振变换器 …… 78
5.2.3 基本并联谐振电路 ……………… 86
5.3 变频控制的准谐振变换器 ……… 87
5.3.1 零电流谐振开关 …………………… 87
5.3.2 零电压谐振开关 …………………… 89
5.3.3 多谐振开关 ………………………… 89
5.3.4 零电流开关准谐振降压型变换器 ……………………………… 90
5.3.5 半桥式零电流准谐振变换器 …… 95
5.3.6 零电压开关准谐振升压型变换器 ……………………………… 99
5.3.7 零电压开关准谐振降压型变换器 ……………………………… 101
5.4 恒频控制的ZCSPWM和ZVS PWM变换器………………………… 103
5.4.1 降压型ZCSPWM变换器……… 103
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