開關(guān)電源控制環(huán)路設(shè)計(jì)：Christophe Basso的實(shí)戰(zhàn)秘籍

開關(guān)電源（開關(guān)變換器）的環(huán)路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是每一位電源工程師在研發(fā)過程中必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。目前市面上大多數(shù)開關(guān)電源設(shè)計(jì)參考書都會(huì)涉及環(huán)路設(shè)計(jì)，但許多書籍在講解時(shí)，常常推導(dǎo)復(fù)雜的控制理論，并列出晦澀難懂的數(shù)學(xué)公式，使得許多電源工程師讀后依然感到困惑，難以將理論與實(shí)際工程設(shè)計(jì)相結(jié)合。

本書的作者Christophe Basso憑借豐富的開關(guān)電源理論和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，特別是在開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償方面，形成了自己獨(dú)特的見解，并發(fā)展出一套完備的分析方法。在他的職業(yè)生涯中，已出版多本開關(guān)電源工程設(shè)計(jì)的暢銷書。

大多數(shù)關(guān)于環(huán)路控制的技術(shù)書籍往往深入理論

但在設(shè)計(jì)方面較為膚淺

缺乏實(shí)際案例

這本新書提供了直觀的理論，強(qiáng)調(diào)在控制環(huán)路中取得成功并不需要掌握所有知識(shí)，同時(shí)深入探討了多個(gè)SIMPLIS 仿真實(shí)例。

本書將開關(guān)電源環(huán)路控制的理論與實(shí)際工程設(shè)計(jì)相結(jié)合，適合具有基本電力電子學(xué)基礎(chǔ)和一定產(chǎn)品調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的電源工程師使用。

通過學(xué)習(xí)本書，工程師可以避免通過試錯(cuò)法進(jìn)行環(huán)路調(diào)試，而是能夠根據(jù)運(yùn)算放大器、TL431、OTA等補(bǔ)償技術(shù)，設(shè)計(jì)出穩(wěn)定的開關(guān)電源。

本書主要內(nèi)容包括：

一些基本的理論知識(shí)

電壓模式控制下的降壓變換器

電流模式控制下的降壓變換器

電壓模式控制下的正激變換器

各種控制方案中的LLC變換器

更多使用 PFC和UC384X 電路的示例

本書詳細(xì)介紹了擴(kuò)展電源帶寬的方法，并提供了更多使讀者成為環(huán)路補(bǔ)償專家的技巧。

通過這本書，你將不再為如何選擇穿越頻率或相位裕量而感到困擾。通過本書內(nèi)容可以掌握如何使用運(yùn)算放大器、TL431和OTA補(bǔ)償技術(shù)來提高相位，同時(shí)了解光電耦合器是如何降低相位裕量的。

無論是本科生、研究生，還是經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，這本書都是理想的學(xué)習(xí)伴侶；同時(shí)，對(duì)于希望深入了解環(huán)路控制并幫助客戶解決問題的現(xiàn)場應(yīng)用工程師（FAE）而言，它同樣具有重要價(jià)值。

目錄概覽

第1章 介紹

第2章 開環(huán)系統(tǒng)

2.1傳遞函數(shù)

2.2反饋的好處

2.3構(gòu)建振蕩器

2.4選擇相位裕量

2.5穿越頻率與帶寬

2.6生成占空比

2.7如何強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)穿越

2.8調(diào)整環(huán)路響應(yīng)

2.9極點(diǎn)和零點(diǎn)

第3章 三個(gè)補(bǔ)償器

3.1補(bǔ)償器的交流響應(yīng)

3.2采用1型補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償

3.3帶有運(yùn)算放大器（OPA）的2型補(bǔ)償器-Ⅰ

3.4帶有運(yùn)算放大器（OPA）的2型補(bǔ)償器 -Ⅱ

3.5帶有運(yùn)算放大器（OPA）的3型補(bǔ)償器 -Ⅰ

3.6帶有運(yùn)算放大器（OPA）的3型補(bǔ)償器 -Ⅱ

3.6.13型補(bǔ)償器-基于運(yùn)算放大器（OPA）的仿真

3.7了解運(yùn)算放大器（OPA）的影響

3.8運(yùn)算放大器（OPA）特性的影響

3.9PID模塊

3.10增加一個(gè)額外的極點(diǎn)

3.11從PID到3型補(bǔ)償器

3.12運(yùn)算放大器（OPA）和PID

第4章 光電耦合器和TL431

4.1光電耦合器

4.2TL431和1型補(bǔ)償器

4.3TL431和2型補(bǔ)償器

4.4TL431和3型補(bǔ)償器

4.5運(yùn)算跨導(dǎo)放大器（OTA）補(bǔ)償

4.6數(shù)字補(bǔ)償器

4.7穩(wěn)定開關(guān)變換器

4.8輸入濾波器的交互影響

第5章 降壓變換器

5.1電壓模式降壓變換器

5.2電流模式降壓變換器

5.3恒定導(dǎo)通時(shí)間降壓變換器

第6章 正激變換器

6.1電壓模式正激變換器

6.2電流模式正激變換器

6.3電壓模式有源箝位正激變換器

第7章 全橋變換器

7.1電流模式全橋變換器

7.2電壓模式移相全橋變換器

第8章 升壓變換器

8.1電壓模式升壓變換器

8.2電流模式升壓變換器

第9章 功率因數(shù)校正電路

9.1臨界導(dǎo)通模式功率因數(shù)校正器

9.2連續(xù)導(dǎo)通模式功率因數(shù)校正器

第10章 降壓—升壓變換器

10.1電壓模式降壓—升壓變換器

10.2電流模式降壓—升壓變換器

第11章 反激變換器

11.1電壓模式反激變換器

11.2電流模式反激變換器

11.3電流模式準(zhǔn)諧振反激變換器

11.4多路輸出準(zhǔn)諧振反激變換器

第12章 第二級(jí)LC濾波器

第13章 UC384X控制器

13.1斜坡補(bǔ)償與UC384X控制器

13.2基于UC384X的非隔離反激變換器

13.3基于UC384X的隔離反激變換器

第14章 單級(jí)功率因數(shù)校正電路

14.1單級(jí)功率因數(shù)校正反激變換器

14.2工作點(diǎn)波形

第15章 電流模式單端初級(jí)電感變換器

15.1工作點(diǎn)波形

15.2 交流響應(yīng)和瞬態(tài)階躍響應(yīng)

第16章 LLC變換器

16.1直接變頻控制的LLC變換器

16.2功率級(jí)響應(yīng)

16.3交流響應(yīng)的高度可變性

16.4閉環(huán)響應(yīng)

16.5Bang-Bang電荷控制的LLC變換器

16.6電流模式LLC變換器

第17章 實(shí)踐操作

17.1基于UC3843的降壓變換器

17.2檢查環(huán)路增益

作者：Christophe Basso克里斯多夫·巴索，國際專家、前安森美半導(dǎo)體應(yīng)用工程師及作者，IEEE的高級(jí)會(huì)員，擁有超過25年的一線電子電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在電力電子轉(zhuǎn)換領(lǐng)域擁有近30項(xiàng)專利。他原創(chuàng)了許多集成電路芯片，其中代表性為NCP120X 系列，重新定義了電源低待機(jī)功耗設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，為低待機(jī)功率變換器樹立了新標(biāo)準(zhǔn)。Christophe出版了許多關(guān)于功率變換和仿真方面的書籍。很多中國的工程師都拜讀過其著作譯本《開關(guān)電源SPICE仿真和實(shí)用設(shè)計(jì)》，并給予此書高度好評(píng)，其英文版《DESIGNING CONTROL LOOPS FOR LINEAR AND SWITCHING POWER SUPPLIES》廣受中國工程師推崇，對(duì)工程師的實(shí)際工作起到很大的幫助。本書為他的最新的一本著作，書名是《開關(guān)電源控制環(huán)路設(shè)計(jì)：Christophe Basso 的實(shí)戰(zhàn)秘籍》。
Christophe擁有25項(xiàng)電源變換專利，經(jīng)常參加行業(yè)會(huì)議并在包括How2Power在線網(wǎng)站和專業(yè)雜志上發(fā)表技術(shù)文章。他在位于法國格勒諾布爾市的歐洲同步輻射中心工作10年，1997-1999年，在位于圖盧茲的摩托羅拉半導(dǎo)體公司擔(dān)任應(yīng)用工程師，1999年加入Onsemi。Christophe擁有法國蒙彼利埃大學(xué)學(xué)士學(xué)位，法國圖盧茲國立綜合理工學(xué)院碩士學(xué)位。

譯者：文天祥中國電源學(xué)會(huì)照明電源專業(yè)委員會(huì)委員，中國電源學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)委員，IEEE 會(huì)員。電力電子專業(yè)研究生畢業(yè)后，十年來一直從事電力電子研發(fā)設(shè)計(jì)工作，歷任研發(fā)工程師、工程師、研發(fā)經(jīng)理、平臺(tái)架構(gòu)師等，期間主導(dǎo)研發(fā)了多款行業(yè)及至全球領(lǐng)先的產(chǎn)品，銷售數(shù)量累計(jì)達(dá)千萬級(jí)，為所在公司帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在技術(shù)積淀上，在開關(guān)電源拓?fù)洹?a target="_blank">半導(dǎo)體元器件應(yīng)用、LED 照明電子及系統(tǒng)應(yīng)用、消費(fèi)性電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)等方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)到的見解，并在電源設(shè)計(jì)及應(yīng)用領(lǐng)域獲得多項(xiàng)國際專利。熟悉電子產(chǎn)品項(xiàng)目管理，以及消費(fèi)性電子產(chǎn)品完整生命流程管控。作為電源學(xué)會(huì)委員，積極參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和起草，并多次負(fù)責(zé)聯(lián)系國際知名電源專家來中國舉辦電源類培訓(xùn)事宜，翻譯出版電源相關(guān)書籍多部。

內(nèi)容特色

1

“工程師們遇到的最大挑戰(zhàn)”

盡管設(shè)計(jì)開關(guān)電源的控制環(huán)路相關(guān)理論易于理解，但教科書中的示例往往缺乏實(shí)際應(yīng)用的細(xì)節(jié)，且通常基于特定的控制方案。許多開關(guān)電源的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)往往依賴反復(fù)試驗(yàn)，隨后才進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，這樣的流程無法保證產(chǎn)品在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)保持穩(wěn)定。不當(dāng)?shù)沫h(huán)路補(bǔ)償可能導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)序不正確、電壓過沖使適配器鎖死、輸出電壓下沖使后級(jí)邏輯電路失效，甚至元器件老化產(chǎn)生噪聲等問題。這些問題都可能導(dǎo)致生產(chǎn)線停工，甚至更嚴(yán)重的情況，如產(chǎn)品召回。

2

“電源工程師的最實(shí)用手冊”

首先，本書簡要介紹了一些理論內(nèi)容，重點(diǎn)討論穿越頻率和相位裕量等關(guān)鍵參數(shù)。閱讀完這些內(nèi)容后，你將不會(huì)再隨意選擇這些參數(shù)，并理解它們在環(huán)路閉合后對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)的影響。

其次，了解補(bǔ)償器的構(gòu)建方式及有源器件如何影響設(shè)計(jì)和預(yù)期的交流響應(yīng)也至關(guān)重要，例如，像TL431這樣的器件，如果忽視其自身的約束條件，可能會(huì)使設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。

這本書簡潔明了，直擊要害，對(duì)于希望深入學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論的工程師，書末的參考書籍和文章將提供更詳細(xì)的信息。

3

“面向設(shè)計(jì)”

本書是面向設(shè)計(jì)的，大多數(shù)示例都可以在免費(fèi)的SIMPLIS ELEMENTS演示版本中運(yùn)行。所有模型均可通過我的個(gè)人主頁下載，輕松運(yùn)行。每個(gè)電路均配有自動(dòng)計(jì)算的宏，以確定所選穿越頻率和相位裕量所需的元器件值。然后，可以運(yùn)行交流或瞬態(tài)仿真來檢驗(yàn)結(jié)果。

我希望你喜歡這種新的實(shí)用手冊風(fēng)格和節(jié)奏。如果你有任何建議或評(píng)論，請隨時(shí)通過電子郵件（cbasso@orange.fr）與作者聯(lián)系。

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