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第1章 绪论1

1.1　通信电源的功能和重要性1

1.1.1　通信设备对通信电源的要求1

1.1.2　通信电源不间断供电的重要性2

1.1.3　环境影响电网质量的体现2

1.2　通信局站电源系统及变换器类型3

1.2.1　集中供电通信电源系统3

1.2.2　分散供电通信电源系统4

1.2.3　混合供电通信电源系统4

1.2.4　变换器类型4

1.3　通信直流电源的发展概况5

1.4　大功率高频开关电源（整流器）系统简介6

1.5　通信用开关型整流器技术要求7

第2章 常用功率半导体器件及工作状态9

2.1　功率场效应晶体管9

2.1.1　功率MOSFET简介9

2.1.2　MOSFET的主要特性及参数9

2.2　绝缘栅双极型晶体管13

2.3　晶闸管14

2.3.1　普通型晶闸管14

2.3.2　双向晶闸管15

2.4　快恢复二极管16

2.5　肖特基二极管17

第3章　直流变换器基本电路19

3.1　直流变换器概述19

3.1.1　直流变换器的功能19

3.1.2　直流变换器的组成19

3.1.3　主电路方案间的关系20

3.2 降压型直流变换器主电路20

3.2.1　工作原理21

3.2.2　电感电流连续状态（CCM）22

3.2.3　电感电流临界状态23

3.2.4 电感电流不连续状态（DCM）23

3.2.5　功率开关管及续流二极管的选择24

3.2.6　输出脉动电压峰-峰值24

3.2.7　变换器的效率24

3.2.8　同步整流器的应用25

3.3　单端正激型直流变换器26

3.3.1　主电路特征26

3.3.2　电感电流连续状态分析26

3.3.3　临界状态29

3.3.4　输出电压29

3.3.5　变压器储能的回馈29

3.3.6　单端正激型直流变换电路的计算30

3.3.7　单端正激电路特点31

3.4　反相型直流变换器31

3.4.1　原理及要点简述31

3.4.2　电感电流连续状态分析31

3.4.3　几种危险状态32

3.4.4　临界电感33

3.4.5　半导体器件参数33

3.4.6　脉动电压的峰-峰值33

3.5　单端反激型直流变换器34

3.5.1 单端反激型直流变换器的特征34

3.5.2　变压器磁动势连续状态分析34

3.5.3　临界电流和临界电感36

3.5.4　输出电压37

3.5.5　单端反激型直流变换电路的计算38

3.6　升压型直流变换电路39

3.6.1　电路特点39

3.6.2　工作原理39

3.6.3　电感电流连续状态分析40

3.7　Cuk型直流变换器41

3.7.1　隐含升压型和降压型机理41

3.7.2　脉动电压补偿原理42

3.8　Sepic型直流变换器42

3.8.1　工作原理43

3.8.2　Sepic型直流变换器的电压比43

3.9　推挽型直流变换器44

3.9.1　电路特点44

3.9.2　工作原理44

3.9.3　推挽电路的磁状态45

3.9.4　输出电压（平均值）46

3.9.5　临界电感46

3.9.6　推挽型直流变换电路的计算46

3.10　半桥型直流变换器47

3.10.1　电路的构成47

3.10.2　工作原理48

3.10.3　半桥型变换电路的计算48

3.10.4　电路特点49

3.11　全桥型直流变换器49

3.11.1　工作原理49

3.11.2　全桥型直流变换电路的计算50

3.11.3　电路特点51

3.12　钳位、缓冲电路51

3.12.1　过电压吸收51

3.12.2　缓冲电路52

3.12.3　能量恢复吸收电路53

第4章　控制电路55

4.1　驱动电路55

4.1.1　对驱动电路的要求55

4.1.2　集成电路直接驱动56

4.1.3　加设驱动功率放大级驱动56

4.1.4　变压器耦合驱动56

4.1.5　光耦合驱动器57

4.2　脉宽调制器原理57

4.2.1 脉宽调制57

4.2.2　脉冲分配58

4.2.3　主电路与PWM比较器组合增益58

4.3　稳压系统59

4.3.1　硅稳压二极管及基准电压59

4.3.2　晶体管直流线性稳压电路60

4.4　稳流和限流62

4.5　低压降线性稳压器与开关电源联合使用63

4.5.1　低压降线性稳压器63

4.5.2　低压降与开关电源串级使用64

4.6　过电压保护64

4.7 SG1525A电压型控制芯片64

4.7.1 SG1525A的特点64

4.7.2　工作原理65

4.8 UC1842、UC1846电流型控制芯片67

4.8.1 UC1842脉宽调制器及应用实例68

4.8.2　UC1846电流控制型脉宽调制器69

4.9　脉冲频率调制71

4.9.1　脉冲频率调制的基本思想71

4.9.2　脉冲频率调制的原理71

4.9.3　脉冲频率调制的特点及应用74

第5章　软开关技术75

5.1 软开关技术概述75

5.1.1　开关损耗的产生75

5.1.2　软开关技术的提出75

5.1.3　软开关技术的分类76

5.2　全谐振变换器77

5.2.1　基本串联谐振电路77

5.2.2　串联负载串联谐振变换器78

5.2.3　基本并联谐振电路86

5.3　变频控制的准谐振变换器87

5.3.1　零电流谐振开关87

5.3.2　零电压谐振开关89

5.3.3　多谐振开关89

5.3.4　零电流开关准谐振降压型变换器90

5.3.5　半桥式零电流准谐振变换器95

5.3.6　零电压开关准谐振升压型变换器99

5.3.7　零电压开关准谐振降压型变换器101

5.4 恒频控制的ZCS PWM和ZVS PWM变换器103

5.4.1　降压型ZCS PWM变换器103

5.4.2　降压型ZVS PWM变换器107

5.4.3　正激型零电压PWM变换器109

5.4.4　移相全桥ZVS PWM直流变换器112

5.5　恒频控制零转换PWM变换器119

5.5.1 ZVT PWM变换器119

5.5.2 ZCT PWM变换器123

5.6 ZVZCS移相全桥直流变换器127

5.6.1 用小隔直电容和反向阻断型开关管的ZVZCS128

5.6.2　二次侧有源钳位的ZVZCS移相全桥变换器128

5.7　并联辅助开关管的近似ZVS关断129

第6章　高频开关整流器131

6.1 高频开关整流器电路的组成131

6.1.1　影响主电路方案的因素131

6.1.2 高频开关整流器常用电路的组成131

6.1.3　研究和发展方向132

6.2　功率因数的定义及其校正133

6.2.1　功率因数的定义及参数133

6.2.2　不良功率因数的成因及危害134

6.2.3　功率因数校正及其分类135

6.3　单相高功率因数预调级138

6.3.1　升压型功率因数校正电路原理138

6.3.2　平均电流型Boost单相PFC139

6.3.3　单相零电压开通高功率因数预调级144

6.3.4　改进的零电压开通升压型变换器主电路拓扑148

6.4　三相网侧整流及三相预调级151

6.4.1　三相输入无源功率因数解决方案151

6.4.2　三相单开关管高功率因数预调级154

6.4.3　三相六开关高功率因数预调级159

6.4.4　三相三开关高功率因数预调级161

6.4.5　三相隔离型PFC163

6.4.6　带隔离型无损缓冲的三相单开关的反激型AC-DC变换电路166

6.4.7　一种外接式功率因数校正方法170

6.5　大功率DC-DC变换级176

6.5.1　双管单端正激型直流变换器拓扑176

6.5.2　双正激型直流变换器拓扑177

6.5.3　双管正激型变换器的回能吸收电路179

6.6　整流模块并联运行180

6.6.1　负载均分的要求及措施180

6.6.2　均流方法181

6.7　开关型整流器的部分性能182

6.7.1　市电电压变化范围182

6.7.2　杂音电压183

6.7.3　效率184

6.7.4　外特性186

第7章　变换器设计188

7.1　高频磁心材料188

7.1.1　磁心材料的参数188

7.1.2　铁氧体磁心189

7.1.3　非晶、微晶磁心191

7.1.4　恒磁导率磁粉心192

7.2　高频变压器的设计193

7.2.1　确定变压器的铁心193

7.2.2　各绕组的匝数195

7.2.3　变压器磁路中的气隙196

7.2.4　漆包线铜导线的直径及并绕根数196

7.2.5　绕组的布置198

7.3　高频电流取样互感器的设计201

7.3.1　高频电流取样互感器的应用与特点201

7.3.2　高频电流取样互感器的设计要点202

7.4　高频交流电感、滤波电感和储能电感的设计204

7.4.1　磁心的选择204

7.4.2　绕组计算204

7.5　温升及散热205

7.5.1　温升205

7.5.2　温度极限206

7.5.3　散热的原理206

7.5.4　铝型材散热器206

7.5.5　散热器的稳定温升计算207

7.6 PSPICE仿真简要208

7.6.1　绘制本PSPICE仿真电路的要点208

7.6.2　电路输入文件209

7.7　设计举例211

7.7.1　单相PFC升压电感设计212

7.7.2　移相桥高频主变压器设计213

7.7.3　滤波电感设计214

第8章　交流不间断电源216

8.1 UPS运行方式及系统结构216

8.2　单相逆变器及正弦脉宽调制217

8.2.1　基本逆变电路217

8.2.2　对称开关状态输出波形217

8.2.3　正弦脉宽调制218

8.2.4　四象限运行219

8.3　三相桥式正弦脉宽调制逆变电路221

8.3.1　不隔离的三相桥式SPWM逆变电路221

8.3.2　隔离的三相桥式SPWM逆变电路222

8.4　高频耦合的工频变换器222

8.4.1 由高频直流变换与低频逆变桥组成的低频逆变器222

8.4.2　移相控制高频耦合四象限低频逆变器224

8.4.3 占空比扩展高频脉冲直流环节逆变器225

8.4.4　正激型隔离双向变换逆变器226

8.5 串联补偿式稳压与串联有源滤波227

8.5.1　串联补偿式稳压227

8.5.2　串联型有源滤波229

8.6　并联型有源滤波229

8.6.1　功能和不同应用229

8.6.2　三相并联型有源滤波器并联于网侧应用230

8.6.3　串并联有源滤波231

8.7 串并联调整式UPS231

8.7.1　电路特点231

8.7.2　电路工作要点232

第9章　雷击与电涌防护234

9.1　雷击与电涌234

9.1.1 电涌的产生及危害234

9.1.2　模拟电涌波形235

9.2　防雷器件及装置236

9.2.1　避雷器236

9.2.2　氧化锌压敏电阻237

9.2.3　硅雪崩二极管（SAD）239

9.2.4　气体放电管239

9.2.5　抗干扰滤波器240

9.3　电源系统防雷242

9.3.1　线路出入局站的防雷规定242

9.3.2　通信电源系统设备的防雷242

9.4　接地系统243

9.4.1　接地的各种作用243

9.4.2　联合接地装置244

第10章　通信电源的数字控制技术246

10.1 电源设备的数字控制246

10.1.1　数字控制的意义246

10.1.2　数字控制与模拟控制的比较246

10.2　基于单片机的数字控制247

10.2.1　单片机简介247

10.2.2　单片机在通信电源数字控制中的应用247

10.3　基于数字信号处理器（DSP）的数字控制248

10.3.1 DSP系统简介248

10.3.2 DSP芯片250

10.3.3 DSP在通信电源数字控制中的应用251

10.4　基于可编程逻辑器件的数字控制255

10.4.1　可编程逻辑器件介绍256

10.4.2　可编程逻辑器件在通信电源数字控制中的应用257

10.5　数字控制方式的选择266

第11章　通信电源和环境的监控系统267

11.1　电源设备监控的必要性、现状和发展267

11.2　监控系统的总体介绍267

11.2.1　监控系统的结构267

11.2.2　监控系统的功能269

11.2.3　监控系统的监控内容271

11.2.4　监控系统的一般要求273

11.2.5　监控系统管理273

11.3　局站监控系统的基本原理275

11.3.1　监控系统的基本原理275

11.3.2　软件组成276

11.4　设备监控单元279

11.4.1　四种参量的采集方法279

11.4.2　信号采集所需的一些部件280

参考文献291