开关电源控制环路设计

本书特色

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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。

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内容简介

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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。

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作者简介

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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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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UC384X5��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�睠V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

封面

开关电源控制环路设计

书名:开关电源控制环路设计

作者:[法] 克里斯多夫·巴索(Christo

页数:432

定价:¥145.0

出版社:机械工业出版社

出版日期:2019-11-01

ISBN:9787111637233

PDF电子书大小:137MB 高清扫描完整版

百度云下载:http://www.chendianrong.com/pdf

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