開關電源工程化設計與實戰：從樣機到量產（簡體書）

本書針對中小功率範圍的開關電源，對*為熱門的LED驅動電源、適配器電源中主流拓撲進行了分析及實際設計，逐步給出了完整的工程化產品研發過程。並從項目管理角度對電源類產品研發生產的整個產品生命週期給出了一般性指導方法，以期給讀者提供滿足實際設計調試的經驗補充。作為一本實踐為導向的書籍，本書作者對當前電源的能效標準、安全標準、性能要求做了深刻解讀，給讀者提供了開關電源產品全流程的設計指導，同時給出了電源設計過程中的一些小技巧。

序
作者簡介
第1 章 單級功率因數校正(PFC)電路工程化設計…………… 1
1.1 功率因數(PF)的歷史淵源 …………………………………………… 1
1.1.1 有功功率、無功功率及其他概念 ……………………………… 5
1.1.2 相移因數和THD 的各自影響 …………………………………… 7
1.2 現行標準IEC 61000―3―2 及其他 ……………………………………10
1.3 PF 與THD ………………………………………………………………12
1.4 信息技術類和LED 照明產品現行標準關於PF 的要求 ………………14
1.5 產品真地需要這麼嚴格的PF 要求嗎 ……………………………………18
1.6 PF 與THD 優化的工程化方法 …………………………………………20
1.6.1 填穀式PFC 電路 …………………………………………………21
1.6.2 電荷泵PFC 電路 …………………………………………………23
1.6.3 電荷泵填穀PFC 電路 ……………………………………………25
1.6.4 升壓有源功率因數校正(APFC)電路 …………………………25
1.6.5 單級反激式APFC 電路和雙級APFC 電路 ……………………27
1.7 單級PFC LED 驅動電源工程研發實例 …………………………………30
1.7.1 LED 驅動電源一般性能指標要求 ………………………………30
1.7.2 元器件工程化設計指南 …………………………………………30
1.7.3 Mathcad 理論計算 ………………………………………………65
1.7.4 實物驗證分析 ……………………………………………………68
1.8 頻閃以及去紋波方案 ……………………………………………………87
1.8.1 頻閃的背景 ………………………………………………………87
1.8.2 晶體管消除紋波方案 ……………………………………………90
1.8.3 MOSFET 消除紋波方案 …………………………………………93
1.8.4 ASIC 方案 …………………………………………………………93
1.9 主流芯片概覽 ……………………………………………………………94
目 錄
VI 開關電源工程化設計與實戰―從樣機到量產
1.10 參考文獻 ………………………………………………………………96
第2 章 PFC 和反激准諧振(R)組合電源的工程化設計………… 97
2.1 准諧振的起源 ……………………………………………………………97
2.1.1 永恆的話題―能效 ……………………………………………97
2.1.2 現行主流能效標準一覽 …………………………………………98
2.1.3 如何提升效率並滿足能效等級要求 ………………………… 104
2.2 R 的工作原理深入解析 ……………………………………………… 111
2.2.1 波形振盪的定性和定量分析 ………………………………… 111
2.2.2 定性以及定量分析兩個振盪的頻率 ………………………… 113
2.3 R 的工作原理和實現方式 …………………………………………… 113
2.3.1 谷底的意義 …………………………………………………… 113
2.3.2 第一個穀底 …………………………………………………… 115
2.3.3 R 操作的優點和缺點 ………………………………………… 120
2.3.4 R 具體轉換過程中的4 個時序區間 ………………………… 125
2.3.5 多個穀底，從滿載到輕載時頻率控制方式―不同芯片的設計
方式 ………………………………………………………………… 131
2.3.6 RCC 與R 的關係 ……………………………………………… 134
2.4 R 反激變換器中變壓器的工程化設計實例 ………………………… 135
2.4.1 一次繞組和二次繞組的匝比 ………………………………… 135
2.4.2 反射電壓的選擇 ……………………………………………… 137
2.4.3 一次電流峰值計算 …………………………………………… 138
2.4.4 一次側電感量計算 …………………………………………… 139
2.4.5 一次、二次電流有效值計算 ………………………………… 139
2.5 Boost APFC +R 反激變換器拓撲的研發工程實例 ………………… 140
2.5.1 本項目主要指標 ……………………………………………… 142
2.5.2 器件參數計算和選型 ………………………………………… 142
2.5.3 Mathcad 理論計算 …………………………………………… 148
2.5.4 電壓環和電流環分析 ………………………………………… 152
2.5.5 實測波形 ……………………………………………………… 156
2.6 主流芯片概覽 ………………………………………………………… 176
2.7 其他雙級式電源 ……………………………………………………… 177
2.8 參考文獻 ……………………………………………………………… 178
第3 章 LLC 諧振變換器工程化設計…………………………… 179
3.1 LLC 的起源 …………………………………………………………… 179
目 錄VII
3.1.1 LLC 的起源和重新得到重視 ………………………………… 179
3.1.2 零電壓開關(ZVS)和零電流開關(ZCS) ………………… 179
3.1.3 基本諧振拓撲比較 …………………………………………… 18