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本书除介绍基本开关变换器的拓扑之外，还介绍了开关变换器控制策略、开关变换器的闭环控制和稳定性设计方法；开关变换器的仿真工具，包括开关变换器的PSpice和MATLAB仿真软件；交错并联变换器和开关电容变换器等内容。与第2版相比，本版书重新梳理了开关电源的知识结构，对部分章节进行了重新修订，并增加了开关变换器数字控制以及开关变换器应用等内容。本书中的开关变换器设计案例很有特色，可以系统地培养读者综合各部分知识的运用能力。本书可以作为电气工程技术人员系统学习开关电源技术知识的参考书。

原书第3版译者序

前言

第1章开关变换器简介1

1.1简介1

1.1.1工业发展趋势1

1.2线性变换器2

1.2.1串联式线性调整器2

1.2.2并联式线性调整器4

1.3开关变换器5

1.3.1带有阻性负载的基本开关变换器5

1.3.2带有阻感性负载的开关变换器7

1.4变换器稳态原理分析9

1.4.1电感伏秒平衡9

1.4.2电容电荷平衡10

1.5习题10

第2章基本的开关变换电路12

2.1简介12

2.2Buck 变换器12

2.2.1连续模式12

2.2.2断续模式16

2.3同步整流21

2.4纹波抑制22

2.5Boost变换器24

2.5.1连续模式25

2.5.2断续模式28

2.6Buck-Boost变换器31

2.6.1连续模式32

2.6.2断续模式35

2.7Ck变换器38

2.8SEPIC变换器44

2.8.1连续模式44

2.8.2设计要素46

2.9Zeta变换器46

2.10非理想元器件实现的变换器48

2.10.1电感模型49

2.10.2电容模型49

2.10.3半导体器件损耗50

2.10.4半导体器件损耗对输出电压的影响51

2.11习题52

第3章谐振变换器54

3.1简介54

3.2并联谐振电路综述55

3.3串联谐振电路综述56

3.4准谐振开关的分类57

3.5零电流开关准谐振Buck变换器59

3.6零电流开关准谐振Boost变换器65

3.7零电压开关准谐振Buck变换器70

3.8零电压开关准谐振Boost变换器74

3.9串联负载谐振变换器78

3.9.1断续模式(0 3.9.2连续模式（fS>fn或称为高于谐振频率模式）80

3.9.3连续模式（0.5fn 3.10并联负载谐振变换器84

3.10.1断续模式(0 3.10.2连续模式（fS>fn或称为高于谐振频率模式）88

3.10.3连续模式（0.5fn 3.11习题92

第4章隔离型变换器95

4.1简介95

4.2正激变换器95

4.3双管正激变换器100

4.4推挽变换器102

4.5半桥变换器105

4.6全桥变换器106

4.7反激变换器108

4.8双管反激变换器112

4.9双向有源桥变换器114

4.9.1功率流控制123

4.10零电流开关准谐振半桥变换器125

4.11习题129

第5章开关变换器的控制策略130

5.1简介130

5.2脉宽调制130

5.2.1电压模式PWM策略131

5.2.2电流模式PWM策略134

5.3滞环控制：开关电流源138

5.3.1ton时段稳态分析139

5.4商业化集成电路控制器140

5.4.1SG3524固定频率电压模式控制器140

5.4.2TL497变化频率电压模式控制器143

5.4.3UC3842固定频率电流模式PWM控制器144

5.4.4TinySwitch-II 系列小功率离线开关管146

5.5谐振变换器控制策略148

5.5.1谐振变换器离线控制器149

5.5.2L6598的工作原理149

5.6习题160

第6章开关变换器的连续时域模型161

6.1简介161

6.2经典控制技术分析开关变换器161

6.2.1开关变换器的基本开环线性模型162

6.2.2PWM调制器模型162

6.2.3平均开关变换器模型166

6.2.4输出滤波器模型168

6.3开关变换器小信号模型概述176

6.4有外部扰动的电压调整器线性模型179

6.4.1输出阻抗和稳定性180

6.5开关变换器的状态空间表示181

6.5.1线性系统分析概述181

6.5.2状态空间平均183

6.6开关变换器传递函数194

6.6.1源至状态变量的传递函数195

6.7输入EMI滤波器197

6.7.1稳定性分析197

6.8习题203

第7章开关变换器的模拟控制204

7.1简介204

7.2经典控制技术中的负反馈204

7.2.1闭环增益204

7.2.2稳定性分析205

7.2.3相对稳定性205

7.3开关变换器的闭环线性模型206

7.3.1反馈网络206

7.3.2误差放大器补偿网络206

7.3.3PI补偿网络207

7.3.4比例积分微分（PID）补偿网络209

7.3.5比例控制212

7.4考虑输出电容ESR的Buck变换器的反馈补偿212

7.5无输出电容ESR的Buck变换器的反馈补偿215

7.6全状态反馈216

7.6.1全状态反馈控制系统设计216

7.6.2极点选择217

7.6.3反馈增益217

7.7习题221

第8章开关变换器的离散时域建模222

8.1简介222

8.2连续时域系统222

8.3直接离散时域模型222

8.4直接离散模型的线性化223

8.5连续时域状态空间平均模型224

8.6开关变换器的离散时域平均模型226

8.7习题227

第9章开关变换器的数字控制228

9.1简介228

9.2比例控制器228

9.3PID控制器的连续化设计方法229

9.4全状态反馈的离散控制系统设计230

9.4.1极点配置231

9.4.2反馈增益231

9.4.3电压控制模式231

9.4.4电流控制模式233

9.5习题236

第10章交错并联变换器237

10.1简介237

10.2交错并联Buck变换器237

10.2.1状态空间平均模式239

10.3交错并联Boost 变换器240

10.3.1状态空间平均模式240

10.4基于电流模式工作的交错并联变换器244

10.4.1纹波的计算245

10.4.2变换器的数量247

10.5功率因数校正247

10.6习题249

第11章开关电容变换器251

11.1简介251

11.2单向功率传输SCC251

11.2.1基本升压变换器251

11.2.2基本降压变换器253

11.2.3基本电压极性反向变换器255

11.3其他开关电容变换器拓扑256

11.3.1降压变换器256

11.3.2升压变换器259

11.3.3n阶降压SCC261

11.3.4n阶升压SCC261

11.4双向功率传输SCC263

11.4.1升降压变换器263

11.4.2罗氏变换器265

11.5谐振变换器270

11.5.1零电流开关（ZCS）270

11.6开关电容功率变换器的损耗273

11.7习题274

第12章开关变换器的仿真275

12.1简介275

12.2Spice电路描述275

12.2.1采用“.CIR”文本输入文件的PSpice仿真276

12.2.2采用电路图输入的PSpice仿真285

12.2.3开关变换器的小信号分析299

12.2.4创建可用于PSpice仿真的Capture符号314

12.2.5解决收敛问题314

12.3使用MATLAB对开关变换器进行仿真318

12.3.1使用传递函数318

12.3.2使用矩阵320

12.4使用Simulink仿真开关变换器323

12.4.1用Simulink仿真传递函数的例子323

12.4.2用Simulink仿真状态空间矩阵的例子324

12.5习题325

第13章开关变换器的应用327

13.1功率因数校正327

13.1.1简介327

13.1.2基本概念回顾327

13.1.3功率因数校正原理328

13.1.4开关变换器的功率因数自校正特性329

13.1.5功率因数校正器的控制技术334

13.1.6功率因数校正电路338

13.2低噪声DC-DC变换器341

13.2.1简介341

13.2.2降低EMI的技术342

13.3用于太阳电池的开关变换器345

13.3.1简介345

13.3.2太阳电池模型345

13.3.3最大功率点跟踪347

13.3.4用于太阳电池的开关变换器347

13.4用于燃料电池的开关变换器348

13.5LED驱动器用开关变换器351

13.5.1Buck型LED驱动器351

13.5.2Boost型LED驱动器352

13.5.3Ck型LED驱动器352

13.5.4SEPIC型LED驱动器353

13.5.5交流输入型LED驱动器353

第14章开关变换器设计：案例学习354

14.1简介354

14.2电压型断续工作模式的Buck变换器设计355

14.2.1控制器设计356

14.2.2小信号模型359

14.2.3设计补偿网络和误差放大器359

14.2.4闭环Buck变换器363

14.2.5仿真结果364

14.2.6实验结果366

14.3电压型同步Buck变换器的数字控制370

14.3.1电路参数371

14.3.2闭环极点选择371

14.3.3离散时间模型372

14.3.4反馈增益373

14.3.5控制策略374

14.3.6用于PSpice仿真的模拟模型375

14.3.7仿真结果376

14.3.8与负载变化相关的闭环极点灵敏度378

14.3.9实验结果378

14.4电流型同步Buck变换器的数字控制380

14.4.1连续时间状态模型380

14.4.2推导离散时间模型380

14.4.3电流型控制不稳定的问题381

14.4.4跟踪调整器的扩展状态模型381

14.4.5反馈增益382

14.4.6控制策略384

14.4.7仿真结果384

14.4.8闭环极点对负载变化的敏感度384

14.4.9实验结果386

14.4.10DSP编程387

14.5基于UC3842的反激变换器设计393

14.5.1设计规格394

14.5.2断续导通模式394

14.5.3初步计算395

14.5.4开环仿真396

14.5.5电流环397

14.5.6电压环397

14.5.7小信号模型400

14.5.8频率补偿401

14.5.9电磁干扰（EMI）滤波器的设计403

14.5.10印制电路板（PCB）设计404

14.5.11实验结果406

14.6基于TopSwitch的反激变换器设计407

14.6.1设计规格408

14.6.2初步计算408

14.6.3实验结果409

14.7基于TinySwitch的反激变换器设计410

14.7.1实验结果411

14.8开关音频放大器412

14.8.1案例学习415

参考文献422

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书籍介绍

本书除介绍基本开关变换器的拓扑之外，还介绍了开关变换器控制策略、开关变换器的闭环控制和稳定性设计方法；开关变换器的仿真工具，包括开关变换器的PSpice和MATLAB仿真软件；交错并联变换器和开关电容变换器等内容。与第2版相比，本版书重新梳理了开关电源的知识结构，对部分章节进行了重新修订，并增加了开关变换器数字控制以及开关变换器应用等内容。本书中的开关变换器设计案例很有特色，可以系统地培养读者综合各部分知识的运用能力。本书可以作为电气工程技术人员系统学习开关电源技术知识的参考书。