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开关电源设计（第三版）

作译者：肖文勋

出版时间：2023-09 千字数：912 版次：01-01 页数：556

开本：16开装帧： I S B N ：9787121464430

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纸质书定价：￥228.0

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第1部分  拓    扑
第1章　基本拓扑	2
1.1　线性稳压器和Buck、Boost及反相开关稳压器简介	2
1.2　线性稳压器—耗能型稳压器	2
1.2.1　基本工作原理	2
1.2.2　线性稳压器的缺点	3
1.2.3　串联晶体管的功率损耗	4
1.2.4　线性稳压器的效率与输出电压的关系	4
1.2.5　串联PNP型晶体管的低功耗线性稳压器	6
1.3　开关稳压器拓扑	6
1.3.1　Buck开关稳压器	6
1.3.2　Buck稳压器的主要电流波形	8
1.3.3　Buck稳压器的效率	9
1.3.4　Buck稳压器的效率（考虑交流开关损耗）	10
1.3.5　理想开关频率的选择	12
1.3.6　设计例子	13
1.3.7　输出电容	17
1.3.8　基于Buck稳压器的隔离半稳压输出	18
1.4　Boost开关稳压器拓扑	19
1.4.1　基本工作原理	19
1.4.2　Boost稳压器的不连续导电模式	20
1.4.3　Boost稳压器的连续导电模式	22
1.4.4　不连续导电模式的Boost稳压器的设计	23
1.4.5　Boost稳压器与反激变换器的关系	25
1.5　Buck-Boost稳压器	25
1.5.1　基本工作原理	25
1.5.2　Buck-Boost稳压器设计	26
参考文献	27
第2章　推挽和正激变换器拓扑	28
2.1　简介	28
2.2　推挽拓扑	28
2.2.1　基本工作原理（主/辅输出结构）	28
2.2.2　辅输出的输入-负载调整率	30
2.2.3　辅输出电压偏差	31
2.2.4　主输出电感的最小电流限制	31
2.2.5　推挽拓扑中的偏磁（阶梯饱和现象）	31
2.2.6　偏磁的表现	33
2.2.7　偏磁的测试	35
2.2.8　偏磁的解决方法	35
2.2.9　电力变压器设计	37
2.2.10　一次侧、二次侧峰值电流及有效值电流	40
2.2.11　开关管的电压应力及漏感尖峰	43
2.2.12　电力晶体管的损耗	43
2.2.13　推挽拓扑输出功率及输入电压的限制	45
2.2.14　输出滤波器的设计	46
2.3　正激变换器拓扑	48
2.3.1　基本工作原理	48
2.3.2　输出/输入电压与导通时间和匝比的设计关系	51
2.3.3　辅输出电压	51
2.3.4　二次侧负载、续流二极管及电感的电流	52
2.3.5　一次侧电流、输出功率及输入电压之间的关系	52
2.3.6　开关管最大截止电压应力	53
2.3.7　实际输入电压和输出功率限制	53
2.3.8　一次绕组和复位绕组匝数不相等的正激变换器	54
2.3.9　正激变换器电磁理论	56
2.3.10　电力变压器的设计	58
2.3.11　输出滤波器的设计	60
2.4　双端正激变换器拓扑	60
2.4.1　基本工作原理	60
2.4.2　设计原则及变压器的设计	62
2.5　交错正激变换器拓扑	63
2.5.1　基本工作原理、优缺点和输出功率限制	63
2.5.2　变压器的设计	64
2.5.3　输出滤波器的设计	65
参考文献	65
第3章　半桥和全桥变换器拓扑	66
3.1　简介	66
3.2　半桥变换器拓扑	66
3.2.1　基本工作原理	66
3.2.2　半桥变换器磁设计	67
3.2.3　输出滤波器的设计	69
3.2.4　防止偏磁的隔直电容的选择	69
3.2.5　半桥变换器的漏感问题	70
3.2.6　半桥变换器与双端正激变换器的比较	70
3.2.7　半桥变换器实际输出功率的限制	71
3.3　全桥变换器拓扑	71
3.3.1　基本工作原理	71
3.3.2　全桥变换器磁设计	73
3.3.3　输出滤波器的计算	74
3.3.4　变压器一次侧隔直电容的选择	74
第4章　反激变换器	75
4.1　简介	77
4.2　反激变换器基本工作原理	77
4.3　反激变换器工作模式	77
4.4　不连续导电模式	78
4.4.1　输入电压、输出电压及导通时间与输出负载的关系	79
4.4.2　不连续导电模式向连续导电模式的过渡	79
4.4.3　反激变换器连续导电模式的基本工作原理	81
4.5　设计原则和设计步骤	82
4.5.1　步骤1：确定一次侧/二次侧匝比	82
4.5.2　步骤2：保证磁芯不饱和且电路始终工作于不连续导电模式	83
4.5.3　步骤3：根据最小输出电阻及直流输入电压调整一次侧电感	83
4.5.4　步骤4：计算开关管的最大电压应力和峰值电流	84
4.5.5　步骤5：计算一次侧电流有效值和一次侧导线尺寸	84
4.5.6　步骤6：二次侧电流有效值和二次侧导线尺寸	84
4.6　不连续导电模式下的反激变换器的设计实例	84
4.6.1　反激拓扑的电磁原理	86
4.6.2　铁氧体磁芯加气隙防止饱和	87
4.6.3　采用MPP磁芯防止饱和	88
4.6.4　反激变换器的缺点	92
4.7　AC 120V/220V输入反激变换器	93
4.8　连续导电模式反激变换器的设计原则	95
4.8.1　输出电压和导通时间的关系	95
4.8.2　输入、输出电流与功率的关系	96
4.8.3　最小直流输入时连续导电模式下的电流斜坡幅值	97
4.8.4　不连续与连续导电模式反激变换器的设计实例	97
4.9　交错反激变换器	99
4.9.1　交错反激变换器二次侧电流的叠加	100
4.10　双端（两个开关管）不连续导电模式反激变换器	100
4.10.1　应用场合	100
4.10.2　基本工作原理	100
4.10.3　双端反激变换器的漏感效应	101
参考文献	102
第5章　电流模式和电流馈电拓扑	103
5.1　简介	103
5.1.1　电流模式控制	103
5.1.2　电流馈电拓扑	103
5.2　电流模式控制	103
5.2.1　电流模式控制的优点	104
5.3　电流模式和电压模式控制电路的比较	105
5.3.1　电压模式控制电路	105
5.3.2　电流模式控制电路	108
5.4　电流模式优点详解	110
5.4.1　输入电网电压的调整	110
5.4.2　防止偏磁	110
5.4.3　在小信号分析中可省去输出电感简化反馈环设计	111
5.4.4　负载电流调整原理	112
5.5　电流模式的缺点和存在的问题	113
5.5.1　恒定峰值电流与平均输出电流的比例问题	113
5.5.2　对输出电感电流扰动的响应	114
5.5.3　电流模式的斜率补偿	115
5.5.4　用正斜率电压的斜率补偿	116
5.5.5　斜率补偿的实现	116
5.6　电压馈电和电流馈电拓扑的特性比较	118
5.6.1　引言及定义	118
5.6.2　电压馈电PWM全桥变换器的缺点	118
5.6.3　Buck电压馈电全桥拓扑基本工作原理	121
5.6.4　Buck电压馈电全桥拓扑的优点	122
5.6.5　Buck电压馈电PWM全桥电路的缺点	124
5.6.6　Buck电流馈电全桥拓扑的基本工作原理	124
5.6.7　反激电流馈电推挽拓扑（Weinberg电路）	134
参考文献	147
第6章　其他拓扑	149
6.1　SCR谐振拓扑概述	149
6.2　SCR和ASCR的基本工作原理	150
6.3　利用谐振正弦阳极电流关断SCR的单端谐振逆变器拓扑	154
6.4　SCR谐振桥式拓扑概述	156
6.4.1　串联负载SCR半桥谐振变换器的基本工作原理	158
6.4.2　串联负载SCR半桥谐振变换器的设计计算	159
6.4.3　串联负载SCR半桥谐振变换器的设计实例	161
6.4.4　并联负载SCR半桥谐振变换器	162
6.4.5　单端SCR谐振变换器拓扑的设计	162
6.5　Cuk变换器拓扑概述	166
6.5.1　Cuk变换器的基本工作原理	166
6.5.2　输出和输入电压比与开关管Q1导通时间的关系	168
6.5.3　L1和L2的电流变化率	168
6.5.4　消除输入电流纹波的措施	169
6.5.5　Cuk变换器的隔离输出	169
6.6　小功率辅助电源拓扑概述	170
6.6.1　辅助电源的接地问题	170
6.6.2　可供选择的辅助电源	171
6.6.3　辅助电源的典型电路	171
6.6.4　Royer振荡器辅助电源的基本工作原理	174
6.6.5　作为辅助电源的简单反激变换器	182
6.6.6　作为辅助电源的Buck稳压器（输出带直流隔离）	185
参考文献	185
第2部分  磁路与电路设计
第7章　变压器和磁性元件设计	187
7.1　简介	187
7.2　变压器磁芯材料与几何结构、峰值磁感应强度的选择	188
7.2.1　几种常用铁氧体材料的磁芯损耗与频率和磁感应强度的关系	188
7.2.2　铁氧体磁芯的几何尺寸	191
7.2.3　峰值磁感应强度的选择	193
7.3　磁芯最大输出功率、峰值磁感应强度、磁芯截面积与骨架窗口面积及绕组
电流密度的选择	194
7.3.1　变换器拓扑输出功率公式的推导	194
7.3.2　推挽变换器输出功率公式的推导	196
7.3.3　半桥拓扑输出功率公式的推导	200
7.3.4　全桥拓扑输出功率公式的推导	201
7.3.5　以查表的方式确定磁芯和工作频率	201
7.4　变压器温升的计算	208
7.5　变压器中的铜损	211
7.5.1　简介	211
7.5.2　集肤效应	211
7.5.3　集肤效应—定量分析	212
7.5.4　不同规格的导线直径在不同频率下的交/直流阻抗比	214
7.5.5　矩形波电流的集肤效应	215
7.5.6　邻近效应	217
7.6　利用面积乘积（AP）法进行电感及磁性元件设计简介	223
7.6.1　AP法的优点	224
7.6.2　电感器设计	224
7.6.3　信号级小功率电感	225
7.6.4　输入滤波电感	225
7.6.5　设计举例：工频共模输入滤波电感	227
7.6.6　差模输入滤波电感	232
7.7　磁学：扼流圈简介—直流偏置电流很大的电感	236
7.7.1　公式、单位和图表	237
7.7.2　有直流偏置电流的磁滞回线特征	237
7.7.3　磁场强度Hdc	238
7.7.4　增加扼流圈电感或者额定直流偏置量的方法	238
7.7.5　磁感应强度变化量?B	239
7.7.6　气隙的作用	241
7.7.7　温升	242
7.8　磁设计：扼流圈磁芯材料简介	242
7.8.1　适用于低交流应力场合的扼流圈材料	242
7.8.2　适用于高交流应力场合的扼流圈材料	243
7.8.3　适用于中等范围的扼流圈材料	243
7.8.4　磁芯材料饱和特性	243
7.8.5　磁芯材料损耗特性	244
7.8.6　材料饱和特性	245
7.8.7　材料磁导率参数	245
7.8.8　材料成本	246
7.8.9　确定最佳的磁芯尺寸和形状	246
7.8.10　磁芯材料选择总结	247
7.9　磁学：扼流圈设计例子	247
7.9.1　扼流圈设计例子：加了气隙的铁氧体磁芯	247
7.9.2　步骤一：确定20%纹波电流需要的电感量	248
7.9.3　步骤二：确定面积乘积（AP）	249
7.9.4　步骤三：计算最小匝数	249
7.9.5　步骤四：计算磁芯气隙	250
7.9.6　步骤五：确定最佳线径	251
7.9.7　步骤六：计算最佳线径	252
7.9.8　步骤七：计算绕组电阻	252
7.9.9　步骤八：确定功率损耗	252
7.9.10　步骤九：预测温升—面积乘积法	252
7.9.11　步骤十：核查磁芯损耗	254
7.10　磁学：用粉芯材料设计扼流圈简介	256
7.10.1　影响粉芯材料选择的因素	256
7.10.2　粉芯材料的饱和特性	256
7.10.3　粉芯材料的损耗特性	257
7.10.4　铜耗—低交流应力时限制扼流圈设计的因素	259
7.10.5　磁芯损耗—高交流应力时限制扼流圈设计的因素	259
7.10.6　中等交流应力时的扼流圈设计	259
7.10.7　磁芯材料饱和特性	259
7.10.8　磁芯的几何结构	260
7.10.9　材料成本	260
7.11　扼流圈设计例子：用环形KoolM?粉芯限制铜损耗	261
7.11.1　简介	261
7.11.2　根据所储存能量和面积乘积法选择磁芯尺寸	261
7.11.3　受铜耗限制的扼流圈设计例子	262
7.12　用各种E型粉芯设计扼流圈的例子	266
7.12.1　引言	266
7.12.2　第一个例子：用E型＃40铁粉芯设计扼流圈	267
7.12.3　第二个例子：用E型＃8铁粉芯设计扼流圈	272
7.12.4　第三个例子：用E型＃60 KoolM?磁芯设计扼流圈	273
7.13　变感扼流圈设计例子：用E型KoolM?磁芯设计受铜耗限制的扼流圈	276
7.13.1　变感扼流圈	276
7.13.2　变感扼流圈设计例子	277
参考文献	279
第8章　电力晶体管的基极驱动电路	281
8.1　简介	281
8.2　电力晶体管的理想基极驱动电路的主要目标	281
8.2.1　导通期间足够大的电流	281
8.2.2　开通瞬间基极过驱动输入电流尖峰Ib1	282
8.2.3　关断瞬间反向基极电流尖峰Ib2	283
8.2.4　关断瞬间基极和发射极间的-1～-5V反向电压尖峰	285
8.2.5　贝克（Baker）钳位电路（能同时满足高、低 ? 值的电力晶体管工作要求的电路）	285
8.2.6　对驱动效率的改善	286
8.3　变压器耦合的贝克钳位电路	286
8.3.1　贝克钳位的工作原理	288
8.3.2　使用变压器耦合的贝克钳位电路	289
8.3.3　结合集成变压器的贝克钳位电路	293
8.3.4　达林顿管内部的贝克钳位电路	295
8.3.5　比例基极驱动电路	295
8.3.6　其他类型的基极驱动电路	300
参考文献	304
第9章　MOSFET和IGBT及其驱动电路	305
9.1　MOSFET概述	305
9.1.1　IGBT概述	305
9.1.2　电源工业的变化	305
9.1.3　对新电路设计的影响	306
9.2　MOSFET的基本工作原理	306
9.2.1　MOSFET的输出特性（Id-Vds）	307
9.2.2　MOSFET的通态阻抗rds(on)	309
9.2.3　MOSFET的输入阻抗米勒效应和栅极电流	309
9.2.4　计算栅极电压的上升和下降时间以获得理想的漏极电流上升和下降时间	311
9.2.5　MOSFET栅极驱动电路	312
9.2.6　MOSFET的rds温度特性和安全工作区	314
9.2.7　MOSFET栅极阈值电压及其温度特性	316
9.2.8　MOSFET的开关速度及其温度特性	317
9.2.9　MOSFET的额定电流	317
9.2.10　MOSFET并联工作	320
9.2.11　推挽拓扑中的MOSFET	321
9.2.12　MOSFET的最大栅极电压	322
9.2.13　MOSFET源极和漏极间的体二极管	322
9.3　绝缘栅双极型晶体管（IGBT）概述	323
9.3.1　选择合适的IGBT	324
9.3.2　IGBT构造概述	325
9.3.3　IGBT工作特性	325
9.3.4　IGBT并联使用	327
9.3.5　技术参数和最大额定值	327
9.3.6　静态电学特性	330
9.3.7　动态特性	330
9.3.8　温度和机械特性	333
参考文献	335
第10章　磁放大器后级稳压器	336
10.1　简介	336
10.2　线性稳压器和Buck后级稳压器	337
10.3　磁放大器概述	337
10.3.1　用作快速开关的方形磁滞回线磁芯	339
10.3.2　磁放大器中的截止和导通时间	341
10.3.3　磁放大器磁芯复位及稳压	341
10.3.4　利用磁放大器关断辅输出	342
10.3.5　方形磁滞回线磁芯特性和几种常用磁芯	343
10.3.6　磁芯损耗和温升的计算	350
10.3.7　设计实例—磁放大器后级稳压	351
10.3.8　磁放大器的增益	354
10.3.9　推挽电路的磁放大器输出	354
10.4　磁放大器脉宽调制器和误差放大器	355
10.4.1　磁放大器脉宽调制及误差放大器电路	355
参考文献	357
第11章　开关损耗分析与负载线整形缓冲电路	359
11.1　简介	359
11.2　无缓冲电路的开关管的关断损耗	360
11.3　RCD关断缓冲电路	361
11.4　RCD缓冲电路中电容的选择	362
11.5　设计范例：RCD缓冲电路	362
11.5.1　接电源正极的RCD缓冲电路	363
11.6　无损缓冲电路	363
11.7　负载线整形（减小尖峰电压以防止开关管二次击穿的缓冲器）	365
11.8　变压器无损缓冲电路	366
参考文献	367
第12章　反馈环路的稳定	368
12.1　简介	368
12.2　系统振荡原理	369
12.2.1　电路稳定的增益准则	369
12.2.2　电路稳定的增益斜率准则	369
12.2.3　输出LC滤波器的增益特性（输出电容含/不含ESR）	373
12.2.4　脉宽调制器的增益	374
12.2.5　LC输出滤波器加调制器和采样网络的总增益	375
12.3　误差放大器幅频特性曲线的设计	375
12.4　误差放大器的传递函数、极点和零点	377
12.5　零点、极点频率引起的增益斜率变化规则	378
12.6　只含单零点和单极点的误差放大器传递函数的推导	380
12.7　根据2型误差放大器的零点、极点位置计算相移	380
12.8　考虑ESR时LC滤波器的相移	381
12.9　设计实例：含有2型误差放大器的正激变换器反馈环路的稳定性	382
12.10　3型误差放大器的应用及其传递函数	384
12.11　3型误差放大器零点、极点位置引起的相位滞后	386
12.12　3型误差放大器的原理图、传递函数及零点、极点位置	386
12.13　设计实例：通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器	388
12.14　3型误差放大器元件的选择	389
12.15　反馈系统的条件稳定	389
12.16　不连续导电模式下反激变换器的稳定	391
12.16.1　从误差放大器端到输出电压节点的直流增益	391
12.16.2　不连续导电模式下反激变换器的误差放大器输出端到输出电压节点的传递函数	392
12.17　不连续导电模式下反激变换器误差放大器的传递函数	393
12.18　设计实例：不连续导电模式下反激变换器的稳定	394
12.19　跨导误差放大器	396
参考文献	398
第13章　谐振变换器	399
13.1　简介	399
13.2　谐振变换器	399
13.3　谐振正激变换器	400
13.3.1　某谐振正激变换器的实测波形	402
13.4　谐振变换器的工作模式	403
13.4.1　不连续导电模式和连续导电模式：过谐振模式和欠谐振模式	403
13.5　连续导电模式下的谐振半桥变换器	404
13.5.1　并联谐振变换器（PRC）和串联谐振变换器（SRC）	405
13.5.2　连续导电模式下串联负载和并联负载谐振半桥变换器的交流等效电路和增益曲线	406
13.5.3　连续导电模式下串联负载谐振半桥变换器的调节	407
13.5.4　连续导电模式下并联负载谐振半桥变换器的调节	408
13.5.5　连续导电模式下串联/并联谐振变换器	408
13.5.6　连续导电模式下零电压开关准谐振变换器	410
13.6　谐振电源小结	412
参考文献	412
第3部分  典 型 波 形
第14章　开关电源的典型波形	415
14.1　简介	415
14.2　正激变换器波形	415
14.2.1　80%额定负载下测得的Vds和Ids的波形	416
14.2.2　40%额定负载下的Vdc和Ids的波形	418
14.2.3　开通/关断过程中漏-源电压和漏极电流的重叠	419
14.2.4　漏极电流、漏-源电压和栅-源电压波形的相位关系	420
14.2.5　变压器的二次侧电压、输出电感电流的上升和下降时间与开关管漏-源电压波形	420
14.2.6　图14.1中的正激变换器的PWM驱动芯片（UC3525A）的关键点波形	420
14.3　推挽拓扑波形概述	421
14.3.1　最大、额定及最小电源电压下，负载电流最大时变压器中心抽头处的电流和
开关管漏-源电压	422
14.3.2　两开关管Vds的波形及死区期间磁芯的磁感应强度	425
14.3.3　栅-源电压、漏-源电压和漏极电流的波形	426
14.3.4　漏极处的电流探头与变压器中心抽头处的电流探头各自测量得到的漏极电流
波形的比较	426
14.3.5　输出纹波电压和整流器阴极电压	426
14.3.6　开关管开通时整流器阴极电压的振荡现象	428
14.3.7　开关管关断时下降的漏极电流和上升的漏-源电压重叠产生的交流开关损耗	429
14.3.8　20%最大输出功率下漏-源电压和在变压器中心抽头处测得的漏极电流的波形	429
14.3.9　20%最大输出功率下的漏极电流和漏极电压的波形	432
14.3.10　20%最大输出功率下两开关管漏-源电压的波形	432
14.3.11　输出电感电流和整流器阴极电压的波形	432
14.3.12　输出电流大于最小输出电流时输出整流器阴极电压的波形	432
14.3.13　栅-源电压和漏极电流波形的相位关系	432
14.3.14　整流二极管（变压器二次侧）的电流波形	432
14.3.15　由于励磁电流过大或直流输出电流较小造成的每半周期两次“导通”的现象	434
14.3.16　功率高于额定最大输出功率15%时的漏极电流和漏极电压的波形	435
14.3.17　开关管死区期间的漏极电压振荡	435
14.4　反激拓扑波形	436
14.4.1　简介	436
14.4.2　90%满载情况下，输入电压为最小值、最大值及额定值时漏极电流和漏-源电压的
波形	437
14.4.3　输出整流器输入端的电压和电流波形	439
14.4.4　开关管关断瞬间缓冲器电容的电流波形	440
参考文献	440
第4部分  开关电源技术的应用
第15章　功率因数及功率因数校正	442
15.1　功率因数及其校正原因	442
15.2　开关电源的功率因数校正	443
15.3　功率因数校正的基本电路	444
15.3.1　用于功率因数校正的连续和不连续导电模式Boost电路对比	446
15.3.2　连续导电模式下Boost变换器对输入电网电压变化的调整	446
15.3.3　连续导电模式下Boost变换器对负载电流变化的调整	448
15.4　用于功率因数校正的集成电路芯片	449
15.4.1　功率因数校正芯片Unitrode UC3854	449
15.4.2　用UC3854实现输入电网电流的正弦化	450
15.4.3　使用UC3854保持输出电压恒定	452
15.4.4　采用UC3854控制电源的输出功率	452
15.4.5　采用UC3854的Boost电路开关频率的选择	454
15.4.6　Boost输出电感L1的选择	454
15.4.7　Boost输出电容的选择	455
15.4.8　UC3854峰值电流的限制	456
15.4.9　设计稳定的UC3854反馈环	456
15.5　Motorola MC34261功率因数校正芯片	457
15.5.1　MC34261的详细说明	458
15.5.2　MC34261的内部逻辑及结构	459
15.5.3　开关频率和L1电感量的计算	459
15.5.4　MC34261电流检测电阻（R9）和乘法器输入电阻网络（R3和R7）的选择	461
参考文献	461
第16章　电子镇流器—应用于荧光灯的高频电源	462
16.1　电磁镇流器简介	462
16.2　荧光灯的物理特性和类型	464
16.3　电弧特性	466
16.3.1　在直流电压下的电弧特性	467
16.3.2　交流驱动的荧光灯	468
16.3.3　带电子镇流器荧光灯的伏安特性	470
16.4　电子镇流器电路	473
16.5　DC/AC逆变器的一般特性	473
16.6　DC/AC逆变器拓扑	474
16.6.1　电流馈电式推挽拓扑	475
16.6.2　电流馈电式推挽拓扑的电压和电流	477
16.6.3　电流馈电拓扑中的“电流馈电”电感值	477
16.6.4　电流馈电电感中具体磁芯的选择	478
16.6.5　电流馈电电感绕组的设计	483
16.6.6　电流馈电拓扑中的铁氧体磁芯变压器	483
16.6.7　电流馈电拓扑的环形磁芯变压器	488
16.7　电压馈电推挽拓扑	489
16.8　电流馈电并联谐振半桥拓扑	491
16.9　电压馈电串联谐振半桥拓扑	493
16.10　电子镇流器的封装	494
参考文献	495
第17章　用于笔记本电脑和便携式电子设备的低输入电压变换器	496
17.1　简介	496
17.2　低输入电压芯片变换器供应商	496
17.3　凌特（Linear Technology）公司的Boost和Buck变换器	497
17.3.1　凌特LT1170 Boost变换器	498
17.3.2　LT1170 Boost变换器的主要波形	500
17.3.3　IC变换器的热效应	501
17.3.4　LT1170 Boost变换器的其他应用	505
17.3.5　LTC其他类型高功率Boost变换器	509
17.3.6　Boost变换器的元器件选择	509
17.3.7　凌特Buck变换器系列	511
17.3.8　LT1074 Buck变换器的其他应用	515
17.3.9　LTC高效率、大功率Buck变换器	517
17.3.10　凌特大功率Buck变换器小结	523
17.3.11　凌特低功率变换器	523
17.3.12　反馈环的稳定性	523
17.4　Maxim公司的变换器IC	529
17.5　由IC产品构成的分布式电源系统	533
参考文献	535

前    言
那些在作者去世之后，仍被读者持续保持高需求的技术书籍并不多见。Abraham I. Pressman著述的《开关电源设计》，自1977年第一次出版，直到作者以86岁高龄逝世之后的许多年里，仍然十分畅销，这种现象恰好是对作者出色工作的最好肯定。他给我们留下了宝贵的遗产，并充分地经过了时间的考验。
Abraham在电子行业活跃了近60年。在83岁之前的15年里，他一直讲授开关电源设计培训课程。在他晚年的时候，我有幸结识他，并且和他在许多项目上有合作。
Abraham告诉他的学生我的书（译者注：指Switchmode Power Supply Handbook）是关于开关电源设计的第二本好书（不一定客观，但确实是来自老专家的难得和宝贵的赞誉）。
当我在20世纪60年代开始设计开关电源时，关于这方面的信息非常少。那时开关电源是一项新技术，少数专攻此领域的公司和工程师们也很少告诉圈外人他们的工作内容。当我看到Abraham的著作时，开关电源设计的神秘面纱才被揭开，他的著作像一束阳光照亮了这项新技术。学习了Abraham的著作，我的设计能力提高得很快。
2000年，当Abraham觉得他已不再能够继续他的开关电源设计培训课程时，希望我去接手课程教案，继续培训课程，为此我深感自豪。但我发现课程的信息量极大，我不可能在4天内介绍这么多的内容，尽管很多年来他一直都是这样做的。另外，我感到他的笔记和投影片由于多年使用造成损蚀，已不太清楚了。
我简化了教案并把它转换成PowerPoint，存在我的笔记本电脑里，并且于2001年11月在波士顿，我第一次介绍了我改写的为期3天的培训课程。虽然只到了两名学生（大多数公司已经削减了培训预算），但这个可怜的到场率已远远被Abraham和他妻子Anne的到场而弥补。Abraham那时已很虚弱，我真的很高兴他活着看到他的遗产继续发挥作用，尽管是以一个很不同的形式展现。我认为他对动态多媒体演示有一点困惑，因为我能通过我的笔记本电脑悠闲地控制它。我不知道他对我这样演示有何想法，但Anne挥舞着手说：“若是Abraham的话，他会站在黑板前用教鞭来讲解课程！”
当McGraw-Hill公司邀请我合著《开关电源设计》第三版时，我欣然应诺，因为我相信如果他现在在世也会希望我这样做。在《开关电源设计》第二版出版后的8年里，技术有了很大发展，基本元器件性能有了很大改善，这已改变了许多《开关电源设计》第二版所提到的限制，所以这是一个进行调整并添加一些新内容的好时机。
当我审核《开关电源设计》第二版时，脑海里浮现出一位英国园丁做评论的情景：这位园丁站在百年未变的乡村小屋外面，面对一个新来的城市少壮派，作为对这个年轻人想来此推行现代化的回应，他说：“小伙子，看看你周围，并没有什么错误，是不是？”这个评论也很适用于《开关电源设计》第二版。
因此，除现有技术超越Abraham工作的方面之外，我决定不修改Abraham久经考验的著作。他把各种拓扑电路当作独立个体分析的务实做法，可能与当今专家的教学方式不尽一致，但对于想理解各种各样可能的拓扑的入门工程师，以及那些富有经验的工程师，这是一个行之有效的方法。对现代专家非常有价值的状态空间平均模型、规范模型、双边反演技术或对偶原理却并没有在《开关电源设计》第二版中讲述。《开关电源设计》第二版为读者提供了电源原理的基础，说明了该怎么做以及为什么这么做。有足够时间时，我们可以通过一些现有的优秀专业书籍了解更多的现代概念（见参考文献）。
《开关电源设计》第二版的原稿是手写的，并且经Abraham妻子Anne辛勤工作几年打成印刷体书稿。为了出版第三版，McGraw-Hill将印刷体书稿转换为更易编辑的电子文档。这使Taylor Morey和我能方便地对文稿做少量的格式调整，以及对一些方程、计算、图表进行更正（一些错漏仅由推导过程造成）。对于一些些许变化就可以使文字更加流畅、读者更易理解的地方，也做了修订。但读者很容易发现，这些变化不会改变Abraham先生的本意。
新技术和最近的组件改进已经改变了第二版中提到的某些限制，我以“After Pressman”写了补充解释（译者注：译为“补充”）；在一些觉得需要补充说明的地方我以“TIP”（译者注：译为“提示”）和“NOTE”（译者注：译为“注释”）引出。
我也给第7章和第9章增加了一些新内容，因为我觉得最近在设计方法上的改进对读者有帮助，并且IGBT技术的发展已使这些设备成为Abraham先前所喜欢的受限器件的有用补充。这样，第三版并未改变第二版的原有结构。另外，由于参考文献仍然适用，读者会发现想查找的内容仍在原来的位置。当然，页码确实改变了，这是无法避免的。
即使您已有了《开关电源设计》第二版，我也确信，由于有了以上所述的修订和补充，您会觉得第三版也非常值得购买。另外，您也会发现我所著的Switchmode Power Supply Handbook第二版（McGraw-Hill，1999）是本书非常好的姊妹著作，以稍微不同的方式讲述了额外的信息。
Keith Billings

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