【免费送书】电源工程师的实用手册：开关电源控制环路设计实战秘籍

 

开关电源控制环路设计：Christophe Basso的实战秘籍

 

开关电源（开关变换器）的环路稳定性设计是每一位电源工程师在研发过程中必须面对的挑战。目前市面上大多数开关电源设计参考书都会涉及环路设计，但许多书籍在讲解时，常常推导复杂的控制理论，并列出晦涩难懂的数学公式，使得许多电源工程师读后依然感到困惑，难以将理论与实际工程设计相结合。

 

 

本书的作者Christophe Basso凭借丰富的开关电源理论和工程设计经验，特别是在开关电源环路补偿方面，形成了自己独特的见解，并发展出一套完备的分析方法。在他的职业生涯中，已出版多本开关电源工程设计的畅销书。

 

大多数关于环路控制的技术书籍往往深入理论

但在设计方面较为肤浅

缺乏实际案例

这本新书提供了直观的理论，强调在控制环路中取得成功并不需要掌握所有知识，同时深入探讨了多个SIMPLIS 仿真实例。

本书将开关电源环路控制的理论与实际工程设计相结合，适合具有基本电力电子学基础和一定产品调试经验的电源工程师使用。

通过学习本书，工程师可以避免通过试错法进行环路调试，而是能够根据运算放大器、TL431、OTA等补偿技术，设计出稳定的开关电源。

本书主要内容包括：

一些基本的理论知识

电压模式控制下的降压变换器

电流模式控制下的降压变换器

电压模式控制下的正激变换器

各种控制方案中的LLC变换器

更多使用 PFC和UC384X 电路的示例

本书详细介绍了扩展电源带宽的方法，并提供了更多使读者成为环路补偿专家的技巧。

通过这本书，你将不再为如何选择穿越频率或相位裕量而感到困扰。通过本书内容可以掌握如何使用运算放大器、TL431和OTA补偿技术来提高相位，同时了解光电耦合器是如何降低相位裕量的。
 

无论是本科生、研究生，还是经验丰富的工程师，这本书都是理想的学习伴侣；同时，对于希望深入了解环路控制并帮助客户解决问题的现场应用工程师（FAE）而言，它同样具有重要价值。

 

目录概览

第1章  介绍

第2章  开环系统

2.1　传递函数

2.2　反馈的好处

2.3　构建振荡器

2.4　选择相位裕量

2.5　穿越频率与带宽

2.6　生成占空比

2.7　如何强制实现穿越

2.8　调整环路响应

2.9　极点和零点

第3章  三个补偿器

3.1　补偿器的交流响应

3.2　采用1型补偿器进行补偿

3.3　带有运算放大器（OPA）的2型补偿器-Ⅰ

3.4　带有运算放大器（OPA）的2型补偿器 -Ⅱ

3.5　带有运算放大器（OPA）的3型补偿器 -Ⅰ

3.6　带有运算放大器（OPA）的3型补偿器 -Ⅱ

3.6.1　3型补偿器-基于运算放大器（OPA）的仿真

3.7　了解运算放大器（OPA）的影响

3.8　运算放大器（OPA）特性的影响

3.9　PID模块

3.10　增加一个额外的极点

3.11　从PID到3型补偿器

3.12　运算放大器（OPA）和PID

第4章  光电耦合器和TL431

4.1　光电耦合器

4.2　TL431和1型补偿器

4.3　TL431和2型补偿器

4.4　TL431和3型补偿器

4.5　运算跨导放大器（OTA）补偿

4.6　数字补偿器

4.7　稳定开关变换器

4.8　输入滤波器的交互影响

第5章  降压变换器

5.1　电压模式降压变换器

5.2　电流模式降压变换器

5.3　恒定导通时间降压变换器

第6章  正激变换器

6.1　电压模式正激变换器

6.2　电流模式正激变换器

6.3　电压模式有源箝位正激变换器

第7章  全桥变换器

7.1　电流模式全桥变换器

7.2　电压模式移相全桥变换器

第8章  升压变换器

8.1　电压模式升压变换器

8.2　电流模式升压变换器

第9章  功率因数校正电路

9.1　临界导通模式功率因数校正器

9.2　连续导通模式功率因数校正器

第10章  降压—升压变换器

10.1　电压模式降压—升压变换器

10.2　电流模式降压—升压变换器

第11章  反激变换器

11.1　电压模式反激变换器

11.2　电流模式反激变换器

11.3　电流模式准谐振反激变换器

11.4　多路输出准谐振反激变换器

第12章  第二级LC滤波器

第13章  UC384X控制器

13.1　斜坡补偿与UC384X控制器

13.2　基于UC384X的非隔离反激变换器

13.3　基于UC384X的隔离反激变换器

第14章  单级功率因数校正电路

14.1　单级功率因数校正反激变换器

14.2　工作点波形

第15章  电流模式单端初级电感变换器

15.1　工作点波形

15.2　 交流响应和瞬态阶跃响应

第16章  LLC变换器

16.1　直接变频控制的LLC变换器

16.2　功率级响应

16.3　交流响应的高度可变性

16.4　闭环响应

16.5　Bang-Bang电荷控制的LLC变换器

16.6　电流模式LLC变换器

第17章  实践操作

17.1　基于UC3843的降压变换器

17.2　检查环路增益

作者：Christophe Basso克里斯多夫·巴索，国际专家、前安森美半导体应用工程师及作者，IEEE的高级会员，拥有超过25年的一线电子电路设计经验，在电力电子转换领域拥有近30项专利。他原创了许多集成电路芯片，其中代表性为NCP120X 系列，重新定义了电源低待机功耗设标准，为低待机功率变换器树立了新标准。Christophe出版了许多关于功率变换和仿真方面的书籍。很多中国的工程师都拜读过其著作译本《开关电源SPICE仿真和实用设计》，并给予此书高度好评，其英文版《DESIGNING CONTROL LOOPS FOR LINEAR AND SWITCHING POWER SUPPLIES》广受中国工程师推崇，对工程师的实际工作起到很大的帮助。本书为他的最新的一本著作，书名是《开关电源控制环路设计：Christophe Basso 的实战秘籍》。
Christophe拥有25项电源变换专利，经常参加行业会议并在包括How2Power在线网站和专业杂志上发表技术文章。他在位于法国格勒诺布尔市的欧洲同步辐射中心工作10年，1997-1999年，在位于图卢兹的摩托罗拉半导体公司担任应用工程师，1999年加入Onsemi。Christophe拥有法国蒙彼利埃大学学士学位，法国图卢兹国立综合理工学院硕士学位。

 

译者：文天祥中国电源学会照明电源专业委员会委员，中国电源学会青年工作委员会委员，IEEE 会员。电力电子专业研究生毕业后，十年来一直从事电力电子研发设计工作，历任研发工程师、工程师、研发经理、平台架构师等，期间主导研发了多款行业及至全球领先的产品，销售数量累计达千万级，为所在公司带来了巨大的经济效益。在技术积淀上，在开关电源拓扑、半导体元器件应用、LED 照明电子及系统应用、消费性电子产品可靠性设计等方面有丰富的经验和独到的见解，并在电源设计及应用领域获得多项国际专利。熟悉电子产品项目管理，以及消费性电子产品完整生命流程管控。作为电源学会委员，积极参与行业标准的制定和起草，并多次负责联系国际知名电源专家来中国举办电源类培训事宜，翻译出版电源相关书籍多部。
 

内容特色

 

1

“ 工程师们遇到的最大挑战 ”

尽管设计开关电源的控制环路相关理论易于理解，但教科书中的示例往往缺乏实际应用的细节，且通常基于特定的控制方案。许多开关电源的稳定性设计往往依赖反复试验，随后才进行大规模生产，这样的流程无法保证产品在整个运行周期内保持稳定。不当的环路补偿可能导致启动时序不正确、电压过冲使适配器锁死、输出电压下冲使后级逻辑电路失效，甚至元器件老化产生噪声等问题。这些问题都可能导致生产线停工，甚至更严重的情况，如产品召回。

2

“ 电源工程师的最实用手册 ”

首先，本书简要介绍了一些理论内容，重点讨论穿越频率和相位裕量等关键参数。阅读完这些内容后，你将不会再随意选择这些参数，并理解它们在环路闭合后对瞬态响应的影响。

其次，了解补偿器的构建方式及有源器件如何影响设计和预期的交流响应也至关重要，例如，像TL431这样的器件，如果忽视其自身的约束条件，可能会使设计变得复杂。

这本书简洁明了，直击要害，对于希望深入学习基础理论的工程师，书末的参考书籍和文章将提供更详细的信息。

3

“ 面向设计 ”

本书是面向设计的，大多数示例都可以在免费的SIMPLIS ELEMENTS演示版本中运行。所有模型均可通过我的个人主页下载，轻松运行。每个电路均配有自动计算的宏，以确定所选穿越频率和相位裕量所需的元器件值。然后，可以运行交流或瞬态仿真来检验结果。

我希望你喜欢这种新的实用手册风格和节奏。如果你有任何建议或评论，请随时通过电子邮件（[e-mail]）与作者联系。

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https://bbs.elecfans.com/jishu_2493424_1_1.html

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2025年6月27日——2025年7月27日

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