《开关电源控制环路设计》[法]克里斯多夫・巴索(Christo

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开关电源控制环路设计 版权信息

  • 出版社:机械工业出版社
  • 出版时间:2019-11-01
  • ISBN:9787111637233
  • 条形码:9787111637233 ; 978-7-111-63723-3

开关电源控制环路设计 本书特色

本书共分九章,系统阐述了开关电源的控制环路设计和稳定性分析。第1~3章介绍了环路控制的基础知识,包括传递函数、零极点、稳定性判据、穿越频率、相位裕度、增益裕度以及动态性能等;第4章介绍了多种补偿环节的设计方法;第5~7章分别介绍了基于运放、跨导型运放以及TL431的补偿电路设计方法,将理论知识与实际应用密切关联;第8章介绍了基于分流调节器的补偿器设计;第9章介绍了传递函数、补偿环节与控制环路伯德图的测试原理和方法。本书将电源环路控制的知识点进行了系统的汇总和归纳,实用性强,是一本非常的电源控制环路设计的著作。
本书适合电源工程师、初步具备电力电子技术或者开关电源基础的读者,可以较为系统地了解开关电源控制环路设计的理论知识、分析方法、工程实践设计以及测试分析等,在工程实践的基础上,大大提高理论分析水平和设计能力。本书也可作为电力电子与电力传动相关学科研究生的教学参考用书。

开关电源控制环路设计 内容简介

本书共分九章,系统阐述了开关电源的控制环路设计和稳定性分析。~3章介绍了环路控制的基础知识,包括传递函数、零极点、稳定性判据、穿越频率、相位裕度、增益裕度以及动态性能等;第4章介绍了多种补偿环节的设计方法;第5~7章分别介绍了基于运放、跨导型运放以及TL431的补偿电路设计方法,将理论知识与实际应用密切关联;第8章介绍了基于分流调节器的补偿器设计;第9章介绍了传递函数、补偿环节与控制环路伯德图的测试原理和方法。本书将电源环路控制的知识点进行了系统的汇总和归纳,实用性强,是一本很好的电源控制环路设计的著作。本书适合电源工程师、初步具备电力电子技术或者开关电源基础的读者,可以较为系统地了解开关电源控制环路设计的理论知识、分析方法、工程实践设计以及测试分析等,在工程实践的基础上,大大提高理论分析水平和设计能力。本书也可作为电力电子与电力传动相关学科研究生的教学参考用书。

开关电源控制环路设计 目录

目录
译者序
原书序
前言
致谢
本书所用的变量和缩略语
本书运算中的数字和前缀
第1章环路控制基础
1��1开环系统
1��1��1扰动
1��2控制的必要性——闭环系统
1��3时间常数的概念
1��3��1时间常数的应用
1��3��2比例环节
1��3��3微分环节
1��3��4积分环节
1��3��5比例�不�分�参⒎只方�
1��4反馈控制系统的性能
1��4��1暂态或稳态
1��4��2阶跃信号
1��4��3正弦信号
1��4��4伯德图
1��5传递函数
1��5��1拉普拉斯变换
1��5��2激励和响应信号
1��5��3一个简单的范例
1��5��4组合传递函数的伯德图
1��6总结
精选参考书目
第2章传递函数
2��1传递函数的表示
2��1��1正确书写传递函数
2��1��20dB穿越极点
2��2根的求解
2��2��1观察法找极点和零点
2��2��2极点、零点和时间常数
2��3动态响应和根
2��3��1根的变化
2��4s平面和动态响应
2��4��1复平面上的根轨迹
2��5右半平面的零点
2��5��1一个两步转换过程
2��5��2电感电流斜率的限制
2��5��3使用平均模型来显示RHP零点效应
2��5��4Boost变换器的右半平面零点
2��6结论
参考文献
附录2A确定桥式输入阻抗
附录2B使用Mathcad绘制埃文斯轨迹
附录2C亥维赛展开公式
附录2D使用SPICE画出右半平面零点
第3章控制系统的稳定性判据
3��1建立一个振荡器
3��1��1工作原理
3��2稳定性判据
3��2��1增益裕度和条件稳定
3��2��2*小和非*小相位系统
3��2��3奈奎斯特图
3��2��4从奈奎斯特图中提取基本信息
3��2��5模值裕度
3��3动态(暂态)响应、品质因数和相位裕度
3��3��1二阶RLC电路
3��3��2二阶系统的瞬态响应
3��3��3相位裕度和品质因数
3��3��4开环系统相位裕度测量
3��3��5开关变换器的相位裕度
3��3��6变换器的控制延时
3��3��7拉普拉斯域中的延时
3��3��8延时裕度与相位裕度
3��4选取穿越频率
3��4��1简化的Buck电路
3��4��2闭环下的输出阻抗
3��4��3穿越频率处的闭环输出阻抗
3��4��4缩放参考值以获得所需要的输出
3��4��5进一步提高穿越频率
3��5总结
参考文献
第4章补偿
4��1PID 补偿
4��1��1拉普拉斯域的PID表达式
4��1��2PID补偿器的实际实现
4��1��3PI补偿器的实际实现
4��1��4PID在Buck变换器中的应用
4��1��5具有PID补偿的Buck变换器瞬态响应
4��1��6设定值固定:调节器
4��1��7具有谐振峰的输出阻抗响应曲线
4��2基于零极点配置补偿变换器
4��2��1简易参数设计步骤
4��2��2被控对象传递函数
4��2��3积分环节消除静态误差
4��2��4积分调节器:1型补偿器
4��2��5穿越频率处相位补偿
4��2��6配置极点和零点进行相位补偿
4��2��7用一对零/极点实现90°相位提升
4��2��8用一对零/极点调整中频段增益:2型补偿器
4��2��92型补偿器的设计实例
4��2��10使用双重零/极点对实现180°的相位提升
4��2��11使用双重零/极点调整中频段增益:3型补偿器
4��2��123型补偿器的设计实例
4��2��13选择合适的补偿器类型
4��2��14用于Buck变换器的3型补偿器
4��3输出阻抗整形
4��3��1使输出阻抗呈阻性
4��4结论
参考文献
附录4A利用快速分析技术得到Buck变换器的输出阻抗
附录4B根据伯德图的群延时计算品质因数
附录4C利用仿真或者数学求解器来获得相位
附录4D开环增益和原点处极点对基于运算放大器的传递函数的影响
附录4E补偿器结构小结
第5章基于运算放大器的补偿器
5��11型补偿器(原点极点补偿)
5��1��1设计实例
5��22型补偿器:一个原点处极点,以及一个零极点对
5��2��1设计实例
5��32a型补偿器:原点处极点和一个零点
5��3��1设计实例
5��42b型补偿器:静态增益和一个极点
5��4��1设计实例
5��52型补偿器:基于光电耦合器隔离的结构形式
5��5��1光电耦合器与运算放大器直接连接,光电耦合器采用共发射极接法
5��5��2设计实例
5��5��3光电耦合器与运算放大器直接连接,光电耦合器采用共集电极接法
5��5��4光电耦合器与运算放大器直接连接,共发射极接法和UC384X连接
5��5��5光电耦合器与运算放大器采用有快速通道的下拉接法
5��5��6设计实例
5��5��7光电耦合器与运算放大器采用有快速通道的下拉接法,共发射极接法
和UC384X
5��5��8光电耦合器与运算放大器采用无快速通道的下拉接法
5��5��9设计实例
5��5��10光电耦合器与运算放大器在CC��CV双环控制中的应用
5��5��11设计实例
5��62型补偿器:极点和零点重合,简化成隔离型1型补偿器
5��6��1设计实例
5��72型补偿器:略有不同的结构形式
5��83型补偿器:原点处极点和两个零/极点对
5��8��1设计实例
5��93型补偿器:基于光电耦合器隔离的结构形式
5��9��1光电耦合器与运算放大器直接连接,光电耦合器采用共集电极接法
5��9��2设计实例
5��9��3光电耦合器与运算直接连接,光电耦合器采用共发射极接法
5��9��4光电耦合器与运算放大器直接连接,共发射极接法和UC384X连接
5��9��5光电耦合器与运算放大器采用有快速通道的下拉接法
5��9��6设计实例
5��9��7光电耦合器与运算放大器采用无快速通道的下拉接法
5��9��8设计实例
5��10结论
参考文献
附录5A图片汇总
附录5B使用k因子自动计算元件参数
附录5C光电耦合器
第6章基于跨导型运算放大器的补偿器
6��11型补偿器:原点处极点
6��1��1设计实例
6��22型补偿器:原点处极点与一个零极点对
6��2��1设计实例
6��3光电耦合器与OTA:一种缓冲的连接方式
6��3��1设计实例
6��43型补偿器:原点处极点与两个零极点对
6��4��1设计实例
6��5结论
附录6A图片汇总
第7章基于TL431的补偿器
7��1集成内部基准的TL431工作原理
7��1��1参考电压
7��1��2偏置电流
7��2TL431的偏置对增益的影响
7��3另一种TL431的偏置方式
7��4TL431的偏置:取值限制
7��5快速通道
7��6禁用快速通道
7��71型补偿:一个原点处极点,共发射极连接
7��7��1设计实例
7��81型补偿:共集电极配置
7��92型补偿:一个原点处的极点以及一个零/极点对
7��9��1设计实例
7��102型补偿器:共发射极结构与UC384X配合
7��112型补偿器:共集电极结构与UC384X配合
7��122型补偿器:禁用快速通道
7��12��1设计实例
7��133型补偿器:原点处极点和两个零/极点对
7��13��1设计实例
7��143型补偿器:原点处极点和两个零/极点对,无快速通道
7��14��1设计实例
7��15交流小信号响应的测试
7��16基于稳压管的隔离型补偿器
7��16��1设计实例
7��17基于稳压管的非隔离型补偿器
7��18基于稳压管的非隔离型补偿器:低成本实现方法
7��19总结
参考文献
附录7A图片汇总
附录7B第二级LC滤波器
第8章基于分流调节器的补偿器
8��12型补偿:一个原点处极点加一个零/极点对
8��1��1设计实例
8��23型补偿:一个原点处极点加两个零/极点对
8��2��1设计实例
8��33型补偿:一个原点处极点加两个零点/极点对——无快速通道
8��3��1设计实例
8��4基于稳压管的隔离型补偿器
8��4��1设计实例
8��5结论
参考文献
附录8A图片汇总
第9章系统测量与设计实例
9��1测量控制系统的传递函数
9��1��1有偏置点损耗的开环方法
9��1��2无偏置点损耗的功率级传递函数
9��1��3系统仅在交流输入下处于开环状态
9��1��4注入点处的电压变化
9��1��5注入点处的阻抗
9��1��6缓冲
9��2设计实例1:正激直流�仓绷鞅浠黄�
9��2��1参数变迁
9��2��2电气原理图
9��2��3提取功率电路传递函数的交流响应
9��2��4变换器的补偿器设计
9��3设计实例2:线性稳压器
9��3��1获取功率电路的传递函数
9��3��2穿越频率的选择和补偿器的设计
9��3��3瞬态响应测量
9��4设计实例3:CCM电压模式升压变换器
9��4��1功率电路传递函数
9��4��2变换器的补偿器设计
9��4��3绘制环路增益的伯德图
9��5设计实例4:原边调节的反激式变换器
9��5��1传递函数推导
9��5��2验证等式
9��5��3稳定变换器
9��6设计实例5:输入滤波器补偿
9��6��1负增量阻抗(负输入阻抗)
9��6��2建立振荡器
9��6��3振荡抑制
9��7结论
参考文献
后记

开关电源控制环路设计 作者简介

Christophe Basso 是法国图卢兹安森美半导体产品总监。他发明了许多集成电路,其中NCP120X系列产品为低功耗变换器设定了新的标准。SPICE仿真是他*喜欢的主题之一,他提倡将SPICE作为设计辅助工具,当和基于方程式的方法关联起来时,将有助于理解复杂电路是如何运作的。这项技术得到了世界各地众多客户的赞赏和认可。在过去的15年中,设计新的集成电路,同时帮助和辅导设计工程师,也是他在AC-DC功率变换领域的专业工作的一个部分。
Christophe拥有法国蒙彼利埃大学学士学位,法国图卢兹国立理工学院硕士学位。他拥有22项电能变换专利,经常在会议和行业杂志上发表论文。他在IEEE APEC会议上开设专题研讨会,同时他还是IEEE高级会员,并且有一个专门的网站提供文档和模型下载, http://cbasso.pagesperso-orange.fr / Spice.htm。

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