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开关电源控制环路设计
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开关电源控制环路设计

作者：[法]克里斯多夫·巴索（Christo
出版社：机械工业出版社出版时间：2019-11-01
开本： 16开 页数： 432
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开关电源控制环路设计 版权信息

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积分微分环节
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直流变换器
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
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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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