本书基于作者多年电源转换芯片设计的工程经验,从开关电源变换器的基本原理出发,结合工程实例,深入浅出地论述DC-DC开关电源芯片设计所需的知识体系和完整过程,内容涵盖DC-DC开关电源的典型架构、系统建模和仿真方法,系统开环传递函数推导和稳定性补偿方法,以及芯片开发设计的管理流程。
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1996.09~2000.07 重庆工商大学 工业自动化专业 工学学士
2004.09~2007.06 电子科技大学 信号与信息处理 工学硕士
2011.09~2017.06 重庆大学 控制科学与工程 工学博士2000.09~2004.09 重庆工商大学派斯学院计算机学院,讲师
2007.09~2011.09 四川邮电职业技术学院通信工程学院,讲师
2017.09~2021.12 西华大学电子信息学院,讲师
2022.01~迄今 西华大学电子信息学院,副教授无线电能传输技术四川省高层次人才计划入选者(天府青城计划专家)
《Wireless Power Transfer》(无线电能传输)国际期刊编委
ICWPT国际会议分会场主席
IEEE Transaction on Power Electronics期刊评审专家
IEEE Transaction on Industrial Electronics期刊评审专家
目录
第1章 DC-DC开关电源应用 1
1.1 开关电源概述 1
1.1.1 DC-DC开关电源和线性电源的区别 1
1.1.2 DC-DC开关电源的基本拓扑类型 1
1.1.3 DC-DC开关电源的调制方式 2
1.1.4 DC-DC开关电源的设计挑战 2
1.2 DC-DC开关电源设计 3
1.3 BUCK开关电源应用 4
1.3.1 BUCK开关电源工作原理 4
1.3.2 BUCK开关电源外围应用参数计算 6
1.3.3 BUCK开关电源功率器件参数计算 9
1.4 BOOST开关电源应用 11
1.4.1 BOOST开关电源工作原理 11
1.4.2 BOOST开关电源外围应用参数计算 13
1.4.3 BOOST开关电源功率器件参数计算 15
1.5 BUCK-BOOST开关电源应用 17
1.5.1 BUCK-BOOST开关电源工作原理 17
1.5.2 BUCK-BOOST开关电源外围应用参数计算 19
1.5.3 BUCK-BOOST开关电源功率器件参数计算 20
1.6 开关电源设计的功率器件参数计算实例 21
1.6.1 3A BUCK开关电源功率器件参数计算 22
1.6.2 BOOST和BUCK-BOOST开关电源功率器件参数计算 25
参考文献 26
第2章 DC-DC开关电源典型架构 27
2.1 电压模BUCK典型架构 27
2.2 电流模典型框架 30
2.2.1 峰值电流模BUCK控制架构 30
2.2.2 谷值电流模BUCK控制架构 33
2.2.3 峰值电流模BOOST控制架构 36
2.3 COT BUCK典型架构 38
2.3.1 迟滞控制的BUCK电路架构 38
2.3.2 电流模COT控制的BUCK电路架构 39
2.3.3 RB-COT控制的BUCK电路架构 42
2.3.4 V2COT控制的BUCK电路架构 44
2.3.5 ACOT控制的BUCK电路架构 47
2.4 3A BUCK电路实例 50
2.4.1 3A BUCK电路控制结构选择 50
2.4.2 3A BUCK电路保护模块及子电路参数设计 52
2.4.3 3A BUCK电路外围电路及器件参数设计 55
参考文献 57
第3章 典型DC-DC开关电源系统模型 59
3.1 电压模DC-DC系统 59
3.2 电流模DC-DC系统 63
3.2.1 峰值电流模BUCK SIMPLIS建模及仿真 63
3.2.2 谷值电流模SIMPLIS建模及仿真 66
3.2.3 峰值电流模BOOST SIMPLIS建模及仿真 69
3.3 COT控制DC-DC系统 72
3.3.1 电流模COT SIMPLIS建模及仿真 72
3.3.2 V2COT SIMPLIS建模及仿真 75
3.3.3 ACOT SIMPLIS建模及仿真 78
3.4 3A BUCK系统建模与仿真实例 81
3.4.1 子模块建模及其仿真 81
3.4.2 主模块建模及其仿真 87
3.4.3 实例总模块图 89
参考文献 91
第4章 典型DC-DC开关电源环路稳定 92
4.1 稳定性分析和补偿方法 92
4.1.1稳定性判据 92
4.1.2 相位裕度和品质因数 93
4.1.3 基于误差放大器的补偿器 94
4.2 电压模BUCK传递函数及其补偿方法 95
4.2.1 传递函数推导 96
4.2.2 伯德图仿真验证 96
4.2.3 Ⅲ型补偿器的传递函数推导 98
4.2.4 引入补偿后仿真验证 99
4.3 电流模DC-DC传递函数及其补偿方法 100
4.3.1 次谐波振荡与斜坡补偿 100
4.3.2 峰值电流模BUCK传递函数及其补偿方法 102
4.3.3 峰值电流模BOOST传递函数及其补偿方法 107
4.4 COT控制DC-DC环路稳定性 110
4.4.1 谷值COT BUCK传递函数及其补偿方法 110
4.4.2 V2C COT BUCK传递函数及其补偿方法 114
4.5 3A BUCK传递函数实例 120
4.5.1 传递函数及环路稳定性分析 120
4.5.2 斜坡补偿 122
4.5.3 补偿器设计 123
参考文献 126
第5章 开关电源芯片开发流程 127
5.1 市场调研 127
5.1.1 主要应用场景 127
5.1.2 客户分析 129
5.1.3 主要竞争产品分析 130
5.1.4 示例 133
5.2 研发评估 134
5.2.1 关键参数确定 135
5.2.2 工艺评估 137
5.2.3 成本评估 139
5.2.4 示例 141
5.3 研发过程管理 143
5.3.1 规格书定义 143
5.3.2 系统模块划分与定义 145
5.3.3 研发评审 147
5.3.4 样品验证与参数测试 149
5.3.5 产品量产评审 151
5.3.6 示例 153
参考文献 154