開關電源原理與應用設計實驗教程（簡體書）

本書是《開關電源原理與應用設計》(電子工業出版社出版)的配套實驗教程。全書以9個實驗單元的形式主要講述了線性穩壓器和開關電源中幾種DCDC變換器的電路形式，以及主要技術參數的測試實驗方法和步驟。本書共分為基礎篇、技術篇和拓展篇。基礎篇包括實驗基礎知識和電源基礎知識；技術篇包括高效低壓差線性穩壓器(LDO)實驗、脈寬調製信號(PWM)發生器實驗、非隔離式升壓型DCDC變換器(Boost)實驗，非隔離式降壓型DCDC變換器(Buck)實驗、非隔離式反向型DCDC變換器(BuckBoost)實驗；拓展篇包括單端正激型DCDC變換器實驗、單端反激型DCDC變換器實驗、推挽式DCDC變換器實驗、橋式DCDC變換器實驗。
本書是針對西安電子科技大學開發的“電源實驗教學平臺”而編寫的，具有較強的實用性和可操作性，可作為“開關電源原理與應用設計”課程的配套教材，也可作為電源生產廠家、營銷公司或售後服務單位等進行職工培訓的配套教材或參考資料。

基 礎 篇
第1章 實驗基礎知識 3
1.1 實驗的意義 3
1.1.1 實驗重要性 3
1.1.2 實驗目的 3
1.1.3 實驗要求 4
1.2 實驗報告格式 6
1.3 實驗數據測量 7
1.3.1 實驗數據測量概述 7
1.3.2 實驗數據處理 10
1.3.3 誤差分析 13
1.3.4 有效數字及其運算規則 17
第2章 電源基礎知識 23
2.1 接地技術 23
2.1.1 接地措施 24
2.1.2 佈線措施 24
2.1.3 電源單元電路與負載電路系統的連接措施 24
2.2 耦合技術 25
2.2.1 光電耦合技術 25
2.2.2 變壓器磁耦合技術 26
2.2.3 光電與磁混合耦合技術 29
2.2.4 直接耦合技術 30
2.3 屏蔽技術 31
2.3.1 軟屏蔽技術 32
2.3.2 硬屏蔽技術 37
2.4 電源單元電路中的PCB佈線技術 40
2.4.1 PCB佈線的設計流程 40
2.4.2 參數設置 40
2.4.3 元器件佈局 41
2.4.4 PCB設計原則 42
2.4.5 散熱問題的解決 42
2.4.6 接地極的設計 44
2.4.7 PCB漏電流的考慮 46
2.4.8 電源單元電路中幾種基本電路的佈線方法 46
2.5 電磁兼容(EMC)技術 48
2.6 電源的幾個概念 57
2.6.1 紋波電壓 57
2.6.2 線性調整率 61
2.6.3 負載調整率 61
2.6.4 轉換效率 62
技 術 篇
第3章 高效低壓差線性穩壓器(LDO)實驗 67
3.1 實驗原理 67
3.1.1 線性穩壓器的工作原理 67
3.1.2 線性穩壓電源的優點和缺點 69
3.1.3 線性穩壓器與開關穩壓器的區別 70
3.1.4 線性穩壓器的技術參數 70
3.2 低壓差線性穩壓器(LDO)實驗板 72
3.3 實驗內容 74
3.4 思考題 76
第4章 脈寬調製信號(PWM)發生器實驗 77
4.1 實驗原理 77
4.1.1 脈寬調製(PWM)信號發生器 77
4.1.2 正弦波脈寬調製(SPWM)信號發生器 78
4.1.3 PWM信號發生器的應用 79
4.1.4 懸浮柵驅動器 80
4.2 PWM/SPWM發生器實驗板 82
4.3 實驗內容 85
4.4 思考題 86
第5章 非隔離式升壓型DCDC變換器(Boost)實驗 87
5.1 實驗原理 87
5.1.1 非隔離式升壓型DCDC變換器的工作原理 87
5.1.2 功率因數校正(PFC) 93
5.2 非隔離式升壓型DCDC變換器實驗板 98
5.2.1 實驗板的技術指標 98
5.2.2 實驗板的用途 99
5.2.3 實驗板的硬件組成 99
5.3 實驗內容 101
5.4 思考題 102
第6章 非隔離式降壓型DCDC變換器(Buck)實驗 103
6.1 實驗原理 103
6.1.1 非隔離式降壓型DCDC變換器的工作原理 103
6.1.2 非隔離式降壓型DCDC變換器的設計 111
6.2 非隔離式降壓型DCDC變換器實驗板 115
6.2.1 實驗板的技術指標 115
6.2.2 實驗板的用途 116
6.2.3 實驗板的硬件組成 116
6.3 實驗內容 117
6.4 練習題 119
第7章 非隔離式反向型DCDC變換器(BuckBoost)實驗 120
7.1 實驗原理 120
7.1.1 非隔離式反向型DCDC變換器的工作原理 120
7.1.2 非隔離式反向型DCDC變換器的設計 121
7.2 非隔離式反向型DCDC變換器實驗板 122
7.2.1 實驗板的技術指標 122
7.2.2 實驗板的用途 122
7.2.3 實驗板的硬件組成 123
7.3 實驗內容 125
7.4 思考題 126
拓 展 篇
第8章 單端正激型DCDC變換器實驗 129
8.1 實驗原理 129
8.1.1 單端正激型DCDC變換器的基本電路形式 129
8.1.2 單端正激型DCDC變換器電路中的功率開關管 130
8.1.3 勵磁回路 130
8.1.4 單端正激型DCDC變換器電路中的續流二極管 132
8.1.5 單端正激型DCDC變換器電路的變形 132
8.1.6 單端正激型DCDC變換器電路中的PWM電路 141
8.1.7 單端正激型DCDC變換器功率開關變壓器的設計 141
8.2 正激型DCDC變換器實驗板 144
8.2.1 實驗板的技術指標 144
8.2.2 實驗板的用途 145
8.2.3 實驗板的硬件組成 145
8.3 實驗內容 148
8.4 思考題 150
第9章 單端反激型DCDC變換器實驗 151
9.1 實驗原理 151
9.1.1 單端反激型DCDC變換器的基本電路形式 151
9.1.2 單端反激型DCDC變換器電路中的功率開關管 153
9.1.3 單端反激型DCDC變換器電路的變形 154
9.1.4 單端反激型DCDC變換器電路中的PWM電路 155
9.1.5 單端反激型DCDC變換器功率開關變壓器的設計 155
9.2 單端反激型DCDC變換器實驗板 160
9.2.1 實驗板的技術指標 160
9.2.2 實驗板的用途 161
9.2.3 實驗板的硬件組成 161
9.3 實驗內容 163
9.4 思考題 165
第10章 推挽式DCDC變換器實驗 166
10.1 實驗原理 166
10.1.1 自激型推挽式DCDC變換器電路的早期開發 166
10.1.2 自激型推挽式DCDC變換器電路的構成與原理 168
10.1.3 自激型推挽式DCDC變換器電路中功率開關變壓器的設計 174
10.1.4 自激型推挽式DCDC變換器電路中功率開關管的選擇 176
10.1.5 自激型推挽式雙變壓器DCDC變換器電路 180
10.1.6 自激型推挽式DCDC變換器應用電路舉例 183
10.1.7 他激型推挽式DCDC變換器實際電路 183
10.1.8 他激型推挽式DCDC變換器電路中的功率開關變壓器 185
10.1.9 他激型推挽式DCDC變換器電路中的功率開關管 185
10.1.10 他激型推挽式DCDC變換器電路中的雙管共態導通問題 186
10.1.11 他激型推挽式DCDC變換器電路中的PWM/PFM電路 192
10.1.12 他激型推挽式DCDC變換器電路設計實例 192
10.2 隔離式推挽型DCDC變換器實驗板 201
10.2.1 實驗板的技術指標 201
10.2.2 實驗板的用途 201
10.2.3 實驗板的硬件組成 201
10.3 實驗內容 204
10.4 思考題 206
第11章 橋式DCDC變換器實驗 207
11.1 實驗原理 207
11.1.1 橋式DCDC變換器的實際電路 207
11.1.2 自激型半橋式DCDC變換器實際電路 210
11.1.3 他激型半橋式DCDC變換器實際電路 217
11.1.4 全橋式DCDC變換器實際電路 238
11.2 隔離式全橋型DCDC變換器實驗板 242
11.2.1 實驗板的技術指標 242
11.2.2 實驗板的用途 243
11.2.3 實驗板的硬件組成 243
11.3 實驗內容 245
11.4 思考題 247
參考文獻 248