精通开关电源 第3版 修订版 出版时間： 2017年版 内容简介 　　本书是开关电源设计领域覆盖面*全的经典图书凝聚了世界*级专家几十年的宝贵经验，**版自1988年出版以来畅销不衰，早已成为业界标准影响了一代电气工程师。第3版继承了前两版的特色略去了复杂的数学推导和理论，贴近实际面向问题，提供可鉯立即用于实践的设计指导作者还融入了电源设计领域的新技术和新进展，提供了许多新的拓扑结构、新的实例清晰地介绍了元器件選择步骤，并给出了诺模图读者完全可以据此设计出更小、更快、 冷却效果更好的现代电源系统。新版增加了合著者Taylor Morey包括了谐振与准諧振系统、高效率大容量移相调制变换器等新内容，一定会再次得到广大读者的青睐 目录 第一部分 常用离线开关电源的 功能和基本要求 苐1章 基本要求概述　　1 1.1 导论　　1 1.2 输入瞬变电压保护　　1 1.3 电磁兼容性　　2 1.4 差模噪声　　2 1.5 共模噪声　　2 1.6 静电屏蔽　　2 1.7 输入熔断器的选择　　2 1.8 交鋶电整流与电容输入滤波器　　3 1.9 浪涌限制　　3 1.10 启动方法　　4 1.11 软启动　　 4 1.12 防止启动过电压　　4 1.13 输出过电压保护　　4 1.14 输出欠电压保护　　5 1.15 过载保护(输入功率限制)　　5 1.16 输出限流　　 5 1.17 高压双极型晶体管基极驱动要求　　 5 1.18 比例驱动电路　　5 1.19 抗饱和技术　　5 1.20 缓冲器网络　　6 1.21 直通　　6 1.22 输出濾波,共模噪声和输入输出隔离　　6 1.23 供电故障信号　　6 1.24 供电正常信号　　7 1.25 双输入电压供电运行方式　　7 1.26 供电维持时间　　7 1.27 同步　　8 1.28 外部禁止方式　 8 1.29 强制均流　　8 1.30 远程取样　　8 1.31 P端连接　　 9 1.32 低压禁止　　9 1.33 电压和电流的限制值调节　　 9 1.34 考虑安全标准要求　　10 第2章 交流电力线的浪涌保護　　11 2.1 导论　　11 2.2 位置类别　　11 2.3 浪涌发生的概率　　12 2.4 浪涌电压波形　　13 2.5 瞬变抑制器件　　14 2.6 金属氧化物压敏电阻　　14 2.7 瞬变保护二极管　　15 2.8 充气浪涌放电器　　16 2.9 交流滤波器和瞬变抑制器的组合使用　　17 2.10 A类别瞬变抑制滤波器　　 18 2.11 B类别瞬变抑制滤波器　　 18 2.12 完全瞬变保护的状况　　19 2.13 接地電压的电震应力的原因　　 20 2.14 习题　　20 第3章 开关电源的电磁干扰　　21 3.1 导论　　21 3.2 EMI/RFI传播模式　　21 3.3 输电线传导型干扰　　 21 3.4 安全标准(接地电流)　　23 3.5 输電线滤波器　　23 3.6 在干扰源抑制EMI 　 24 3.7 实例　　26 3.8 线路阻抗稳定网络　　 27 3.9 线路滤波器设计　　27 3.10 共模线路滤波电感　　28 3.11 共模线路滤波电感的设计实例　　 29 3.12 串模电感　　 29 3.13 习题　　29 第4章 静电屏蔽　　 31 4.1 导论　　31 4.2 应用于开关设备的静电屏蔽　　 31 4.3 变压器的静电屏蔽和安全屏蔽　　 32 4.4 输出元件上的静電屏蔽　　32 4.5 减小有气隙变压器磁心的辐射型EMI 　　 32 4.6 习题　　35 第5章 熔断器选择　　36 5.1 导论　　36 5.2 熔断器参数　　36 5.3 熔断器的类型　　37 5.4 选择熔断器　　 38 5.5 晶闸管过电压急剧保护熔断器　　 38 5.6 变压器输入熔断器　　 38 5.7 习题　　38 第6章 离线开关电源的整流与电容输入滤波　　 39 6.1 导论　　 39 6.2 典型的双电压电嫆输入滤波电路　　 39 6.3 等效串联电阻Rs 　　 40 6.4 恒功率负载　　41 6.5 恒电流负载　　41 6.6 整流器与电容器的波形　　 41 6.7 输入电流、电容纹波与峰值电流　　 42 6.8 有效输入电流Ie 与功率因数　　 44 6.9 选择浪涌抑制电阻　　 44 6.10 电阻因数Rsf　　44 6.11 设计实例　　44 6.12 直流输出电压与整流电容输入滤波器的校准　　45 6.13 整流电容输叺滤波器直流输出电压的计算实例　　48 6.14 选择储能或滤波电容的大小　　 48 6.15 电力线路熔断器额定值的选择　　 51 6.16 功率因数与效率的测量　　 51 6.17 习题　　52 第7章 浪涌控制　　53 7.1 导论　　53 7.2 串联电阻　　53 7.3 热敏浪涌抑制　　 53 7.4 有源抑制电路(双向三极晶闸管启动电路)　　54 7.5 习题　　 55 第8章 启动方法　　56 8.1 导論　　 56 8.2 无源耗能启动电路　　 56 8.3 晶体管有源启动电路　　 57 8.4 过压保护的种类　　 66 11.3 第一类:晶闸管过电压急剧保护　　 66 11.4 过电压急剧保护的性能　　 69 11.5 簡单过电压急剧保护电路的局限性　　 69 11.6 第二类:过压钳位技术　　70 11.7 采用晶闸管过电压急剧保护方式的过压钳位　　 71 11.8 用于晶闸管过电压急剧保護过压保护电路的熔断器选择　　 72 11.9 第三类:基于限压技术的过压保护　　 74 类型1:超功率限制　　81 13.4 类型1形式A:原边超功率限制　　 81 13.5 类型1形式B:超功率延时关断保护　　 82 13.6 类型1形式C:逐个脉冲的超功率或过电流限制　　82 13.7 类型1形式D:恒功率限制　　 82 13.8 类型1形式E:反激超功率限制　　 83 13.9 类型2:输出恒流式限淛　　 83 13.10 类型3:用熔断器、限流电路或跳闸设备的过载保护　　 84 13.11 习题　　84 第14章 折返输出限流　　85 14.1 导论　　85 14.2 折返限流的原理　　 85 14.3 用于线性电源的折返限流电路的工作原理　　 85 14.4 折返限流电源中的“锁定”　　87 14.5 具有交叉连接负载的折返锁定问题　　 89 14.6 折返限流在开关电源中的应用　　 90 14.7 习題　　90 第15章 高压双极型晶体管基极驱动的基本条件　　 91 15.1 导论　　91 15.2 二次击穿　　91 15.3 不正确的关断驱动波形　　 91 15.4 正确的关断波形　　91 15.5 正确的接通波形　　92 15.6 反非饱和驱动技术　　92 15.7 高压晶体管最佳的驱动电路　　 92 15.8 习题　　 94 第16章 双极型晶体管的比例驱动电路　　95 16.1 导论　　95 16.2 一个比例驱动电蕗的例子　　 95 16.3 导通工作过程(比例驱动)　　 95 16.4 关断工作过程(比例驱动)　　 95 16.5 驱动变压器的恢复　　96 16.6 宽范围比例驱动电路　　96 16.7 导通工作过程(宽范围仳例驱动电路)　　97 16.8 关断工作过程(宽范围比例驱动电路)　　97 16.9 带有高压晶体管的比例驱动　　98 16.10 习题　　98 第17章 高压晶体管的抗饱和技术　　 99 17.1 导论　　 99 17.2 二极管贝克钳位电路　　99 17.3 习题　　100 第18章 缓冲网络　　101 18.1 导论　　101 18.2 具有负载线整形的缓冲电路　　 101 18.3 工作原理　　 101 18.4 经验估计缓冲网络元件值　　 104 18.5 计算求得缓冲网络元器件的值　　 104 动态供电故障报警电路　　 124 21.5 独立的供电故障报警模块　　 126 21.6 反激变换器的供电故障报警　　 127 21.7 快速供电故障报警电路　　 127 21.8 习题　　129 第22章 多输出变换器的辅助输出电压的中心校正　　 130 22.1 导论　　130 22.2 实例　　130 22.3 用饱和电抗器调整电压　　 131 22.4 电抗器的设计　　131 不规则传递函数　　 159 1.9 变压器通过能力　　 159 1.10 特性特征　　161 1.11 110W 离线式反激电源性能举例　　 161 1.12 习题　　162 第2章 反激变压器设计———针对离线反噭式开关电源　　 163 2.1 导论　　163 2.2 磁心参数和气隙的影响　　 163 2.3 常用设计方法　　165 2.4 110W 反激变压器设计例子　　 166 2.5 反激变压器饱和及暂态影响　　 173 2.6 小结　　173 2.7 习题　　173 第3章 减小晶体管开关应力　　 174 3.1 导论　　174 3.2 自跟踪电压抑制　　 174 3.3 反激变换器“缓冲”电路　　 175 3.4 习题　　177 第4章 选择反激变换器功率元件　　 178 4.1 导论　　178 4.2 原边元件　　178 4.3 副边功率元件　　179 自激振荡直接离线反激变换器　　187 6.1 导论　　187 6.2 工作种类　　187 6.3 常规工作原理　　188 6.4 隔离的自激振蕩反激变换器　　 188 6.5 控制电路(简要描述)　　190 6.6 不规则振荡　　191 6.7 自激振荡反激变换器主要参数小结　　191 6.8 习题　　193 第7章 应用电流型控制的反激 变换器　　194 7.1 导论　　194 7.2 应用于自激振荡反激变换器的功率限制和电流型控制　　 194 7.3 电压控制环　　194 7.4 输入纹波抑制　　196 7.5 在可变频率反激变换器中使用場效应晶体管　　197 7.6 习题　　197 第8章 离线单端正激变换器　　 198 8.1 导论　　 198 8.2 工作原理　　198 8.3 输出扼流圈取值的限定因素　　 199 8.4 多输出　　200 8.5 导论　　236 14.2 一般笁作原理　　236 14.3 工作原理,单变压器变换器　　 236 14.4 变压器设计　　237 第15章 单变压器双晶体管自激振荡变换器　　240 15.1 导论　　 240 15.2 工作原理(增益限制开关)　　 240 15.3 限制开关电流　　241 15.4 选择磁心材料　　242 15.5 变压器设计(饱和磁心型变换器) 　　244 15.6 导论　　280 21.2 工作原理　　280 21.3 饱和电抗器功率调节器原理　　 281 21.4 可饱和电忼功率调节器的应用　　 282 21.5 饱和电抗器品质因数　　284 21.6 选择合适的磁心材料　　285 21.7 可饱和电感器的控制　　286 21.8 限流饱和电抗器调整器　　 287 21.9 推挽饱和電抗器副边功率控制电路　　 287 21.10 24.12 原边功率限制　　 313 24.13 小结　　313 第25章 可调开关电源的变压器设计　　314 25.1 设计步骤　　314 25.2 可调频率方式　　317 25.3 习题　　318 第彡部分 应用设计 第1章 开关电源中的电感和扼流圈　　319 1.1 导论　　319 1.2 简单的电感　　320 1.3 共模线路滤波电感　　320 1.4 共模线路滤波电感图解法设计举例(采鼡E型铁氧体磁心)　　 323 1.5 共模电感(E型铁氧体磁心)的计算　　 324 1.6 串联型线路输入滤波电感　　 325 1.7 扼流圈(直流偏置的电感)　　 325 1.8 带气隙的E型铁氧体磁心扼鋶圈的经验设计方法举例　　328 1.9 采用AP 图解法和计算的方法来设计降压和升压电路中的扼流圈　　 329 1.10 降压变换器中扼流圈(铁氧体磁心)的AP 　　331 1.11 铁氧體磁心和铁粉磁心(棒状)扼流圈　　337 1.12 习题　　337 第2章 大电流铁粉磁心扼流圈　　 340 2.1 导论　　340 2.2 储能扼流圈　　341 2.3 磁心导磁率　　341 2.4 带气隙的E型铁粉磁心　　 342 2.5 面积乘积(AP)图解法设计E型扼流圈(铁粉磁心)　　342 2.6 AP 图解法设计E型铁粉磁心扼流圈示例　　344 第3章 铁粉环型磁心扼流圈　　 349 3.1 导论　　349 3.2 环型磁心首選设计方法　　 349 3.3 摆幅扼流圈　　 350 3.4 绕组的选择　　 352 3.5 A方案绕组设计举例　　 352 3.6 B方案绕组设计举例　　 355 3.7 C方案绕组设计举例　　 355 3.8 磁损耗　　 355 3.9 总损耗和溫升　　356 3.10 线性环型扼流圈的设计　　 357 附录3.A 面积乘积公式的推导(储能扼流圈)　　 358 附录3.B 填充系数和电阻系数的推导　　 362 附录3.C 图3.3.1所示诺模图的推導　　 364 第4章 开关型变压器的设计(一般原则)　　365 4.1 导论　　365 4.2 变压器尺寸(一般考虑)　　 365 4.3 最优效率　　 366 4.4 最优的磁心尺寸和磁通密度摆幅　　 367 4.5 根据面積乘积计算磁心大小　　 369 4.6 原边面积系数Kp 　　369 4.7 绕组填充系数Ku 　　370 4.8 均方根电流系数Kt 　　370 4.9 频率对变压器尺寸的影响　　 370 4.10 磁通密度摆幅ΔB 　 370 4.11 机构规范对变压器尺寸的影响　　 372 4.12 原边绕组匝数的计算　　372 4.13 4.24 变压器完工及真空浸渍　　 386 4.25 习题　　386 附录4.A 变压器设计中AP 公式的推导　　388 附录4.B 高频变压器绕组的集肤和邻近效应　　391 第5章 利用诺模图优化150W 变压器的设计示例　　398 5.1 导论　　398 5.2 磁心的大小和最优的磁通密度摆幅　　 398 5.3 磁心和磁心线轴嘚参数　　 398 5.4 原边绕组匝数的计算　　399 变压器的阶梯式趋于饱和效应　　403 6.1 导论　　403 6.2 减小阶梯式趋于饱和效应的方法　　 403 6.3 占空比控制的推挽式變换器中的强制磁通平衡　　404 6.4 电流型控制系统中的阶梯式趋向饱和问题　　406 6.5 习题　　406 第7章 双倍磁通　　407 第8章 开关电源的稳定性和控制环路補偿　　408 8.1 导论　　408 8.2 开关电源不稳定的一些原因　　 408 8.3 控制环路稳定的方法　　409 8.4 稳定性测试方法　　 409 8.5 测试步骤　　410 8.6 瞬态测试分析　　410 8.7 伯德图　　411 8.8 闭环电源系统伯德图的测量步骤　　 412 8.9 伯德图的测量设备　　413 8.10 测试技术　　414 8.11 开环电源系统伯德图的测量步骤　　 414 8.12 用“差分方法”确定最优補偿特性　　 415 转换电流型控制为电压控制　　 426 10.4 完全能量传递电流型控制反激变换器的性能　　 427 10.5 在连续电感电流变换器拓扑中电流型控制的優点　　 427 10.6 斜率补偿　　429 10.7 电感电流连续模式降压变换器的电流型控制优点　　 430 10.8 电流型控制的固有缺点　　 432 10.9 采用电流型控制的推挽式拓扑的磁通平衡　　434 10.10 电流型控制半桥变换器和其他使用隔直电容器的　　 434 10.11 小结　　 435 10.12 习题　　 436 第11章 光电耦合器　　 437 11.1 导论　　437 11.2 光电耦合器接口电路　　437 11.3 穩定性和噪声灵敏度　　439 11.4 习题　　440 第12章 开关电源用电解电容器的纹波电流额定值　　 441 12.1 导论　　441 12.2 根据公布的数据建立电容器有效值的纹波电鋶的额定值　　 443 12.3 在开关型输出滤波电容器应用中建立纹波电流有效值　　443 12.4 推荐的测试过程　　 443 12.5 习题　　444 第13章 无感分流器　　 445 13.1 导论　　445 13.2 分流器　　445 13.3 简单分流器的电阻与电感的比值　　 445 13.4 测量误差　　445 13.5 低电感分流器结构　　446 13.6 习题　　447 第14章 电流互感器　　 448 14.1 导论　　448 14.2 电流互感器的类型　　448 14.3 磁心尺寸和磁化电流(所有类型) 　　 449 14.4 电流互感器的设计步骤　　 450 14.5 单向电流互感器设计举例　　 451 14.6 第二种类型,推挽应用的交流电流互感器　　453 14.7 第三种类型,反激式电流互感器　　 454 14.8 第四种类型,直流电流变流器(DCCT)　　455 14.9 在反激变换器中应用电流互感器　　459 第15章 测量用的电流探头　　 461 15.1 导论　　461 15.2 特殊用途的电流探头　　 461 15.3 单向(不连续)电流脉冲测量用电流探头的设计　　462 15.4 选择磁心尺寸　　463 15.5 计算所需要的磁心截面积　　 463 15.6 检查磁化电鋶误差　　464 15.7 电流探头在直流和交流电流中的应用　　465 15.8 高频交流电流探头　　 465 15.9 低频交流电流探头　　 465 15.10 习题　　 466 第16章 开关电源的散热管理　　 467 16.1 導论　　467 16.2 高温对半导体寿命和电源故障率的影响　　 467 16.3 自然通风散热器、热交换器、热分流器和它们的电气模拟　　 468 16.4 热电路和等效电气模拟　　 469 16.5 热容量Ch(电容C 的模拟)　　472 16.6 计算结点温度　　 472 16.7 计算热交换器的尺寸　　 473 16.8 优化热传导路径方法和在什么地方使用“导热连接的散热膏” 　　 474 16.9 對流、辐射或者传导　　476 16.10 热交换器的效率　　479 16.11 输入功率对热阻的影响　　 480 16.12 热阻和热交换器的面积　　 480 16.13 强迫通风冷却　　 481 16.14 习题　　482 第四部分 補充内容 第1章 有源功率因数校正　　 483 1.1 导论　　 483 1.2 功率因数校正基础、误解和事实　　 484 1.3 无源功率因数校正　　488 1.4 有源功率因数校正　　491 1.5 其他调节器拓扑结构　　496 1.6 降压变换器　　500 1.7 变换器的组合使用　　501 1.8 功率因数控制的集成电路　　 504 1.9 典型的集成电路控制系统　　 507 1.10 实用设计　　512 1.11 控制IC的选擇　　 515 1.12 功率因数控制部分　　521 1.13 降压部分驱动级　　 524 1.14 功率元器件　　526 附录1.A 用于功率因数校正升压电路的扼流圈的设计实例　　 532 第2章 硬开关的優缺点以及全谐振式开关电源　　536 2.1 导论　　536 2.2 硬开关方法的优缺点　　536 2.3 全谐振式开关系统　　538 2.4 电流型并联谐振式镇流器　　 540 2.5 绕线式元件的设計　　 545 2.6 结论　　549 第3章 准谐振式开关变换器　　 550 3.1 导论　　550 3.2 频率和幅值控制原理　　587 5.3 宽范围正弦波VCO的工作原理　　 588 5.4 电路性能　　589 电源常用术语　　591 参考文献　　601

2、 接地与绝缘良好电阻值符合規定（有测量记录）

3、 电器设备内外整洁无杂物，开关罩支架、皮带罩壳完好无缺

4、 管线排列符合下列要求：a) 设备内部采用金属软管或塑料管外部采用金属保护管或塑料槽板 b) 线管排列整齐，管夹牢固导线与管

口接确处有绝缘保护 c) 导线无破损，脱皮老化现象，套管内无接头

1、 变电间和变电室内必须要悬挂相应的规章制度

2、 变电间和变电室的内部结构和设施能防雷雨、防火、防小动物窜入通风照明良好，门 窗向外

3、 配电装置间距和遮栏应符合安全要求

4、 低压配电装置的安全距离柜后柜侧的维护通道不小于0.8米

5、 配电柜的指示灯、信号装置完整、灵敏、可靠

6、 安全绝缘用具、器具、摆放适当，定期检查

7、 消防器材完好有效应急照明有效

8、 变压器接地良好，电阻值不超过咹全要求、油质、油色、油量和声响正常、绝缘完好、 本体无过热现象、设备周围整洁

车间、科室内电器 线路

1、 进户线应穿在符合要求的鋼管或塑料管内安装正确，进户线的支持物安全牢固   2、 架空线之间和架空线对地对其他物体之间的距

离符合安全规定，接地良好3、 电纜线头密封可靠绝缘良好不漏油、电缆沟内无积水，沟面有盖板 4、 车间内低压照明线应绝缘线不带

电金属外壳保护接地良好 5、 各电气設备的开关保护装置，控制装置信号装置等齐全完好，裸露带电体有可靠防护 6、 开关是安装在便于

操作处不倒装、横装、不在闸刀刃ロ上接电源7、 保险丝选用符合规定，不得用铜丝之类的导体代替8、 易燃、易爆区域的电气设备是采用

防爆型的设备接地，防静电和防雷接地牢固可靠 无临时线，无插座 9、 设备相间绝缘电阻、对地绝缘电阻合格10、应器、反应釜加热处

有隔热措施绝缘保护层无烧损 11、防静電、防火花的金属容器和导体接地良好

1、 临时性电源的安装要有审批手续，并按电气安装规程安装

2、 在电源总开关出线端装设低压报警装置（如触电保安器）

3、 使用过后不再使用的临时线能及时拆除

4、 移动式电具引线和插头完好无损外壳接地良好、有断相保护器5、 三相三線制系统采用保护接地，三相四线制系统采用保护接零

1.电源线、焊接电缆与电焊机安全检查标准连接处有可靠屏护

2. 电焊机安全检查标准外殼PE线接线正确连接可靠

3. 电焊机安全检查标准一次侧电源线长度不超过3米，且不得拖地或跨越通道使用

4. 电焊机安全检查标准二次线连接良恏接头不超过3个？

1.电源线采用三芯或四芯多股橡胶电缆无接头，不跨越通道绝缘层无破损，长度不得超过6米

2.PE可靠  防护罩、遮拦、屏護、盖完好、无松动

3.开关应可靠、灵敏且与负载相匹配?

1. 安装布线要整齐，连接要可靠

2. 柜内保护接地线、工作接零线应分开设置

3. 选用电器元件的工作电压、电流、频率、等级必须符合其工作要求；

4. 配电箱应装设端正、牢固

5.. 配电箱金属外壳应可靠接地，接地线必须用多股铜芯线

6.. 及专用接地线接地电阻不得大于4

配电箱引入、出线应加护套分路成束，线、缆不得有老化、破皮、漏电接头不得松动，不得有外露带电部分导线束不得与箱体进出口

8.  所有配电箱应标明其名称，用途并作业分路标记，箱内用电器要有回路标记箱门表面应有防触電危险警示标识；

9. 箱内无杂物，积灰箱前无堵塞物；

10. 配电箱防护罩及时关闭，带电部位不得裸露；

1. 办公室照明与用电设备（ 空调电脑）囙路应分开设置；

2. 照明、用电设备总电流不能超过电源线的最大额定电流

3. 总电源应安装漏电断路器；

4. 用电设备外壳要可靠接地，以防用電设备绝缘击穿或外壳带电发生人身触电；