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開關電源控制環路設計

為了解決升壓變換器的問題，作者(法)克里斯多夫·巴索 這樣論述：

共分九章，系統闡述了開關電源的控制環路設計和穩定性分析。第1～3章介紹了環路控制的基礎知識，包括傳遞函數、零極點、穩定性判據、穿越頻率、相位元裕度、增益裕度以及動態性能等；第4章介紹了多種補償環節的設計方法；第5～7章分別介紹了基於運放、跨導型運放以及TL431的補償電路設計方法，將理論知識與實際應用密切關聯；第8章介紹了基於分流調節器的補償器設計；第9章介紹了傳遞函數、補償環節與控制環路伯德圖的測試原理和方法。本書將電源環路控制的知識點進行了系統的匯總和歸納，實用性強，是一本非常的電源控制環路設計的著作。 《開關電源控制環路設計》適合電源工程師、初步具備電力電子技術或者開關電源基礎的讀者，

可以較為系統地瞭解開關電源控制環路設計的理論知識、分析方法、工程實踐設計以及測試分析等，在工程實踐的基礎上，大大提高理論分析水準和設計能力。《開關電源控制環路設計》也可作為電力電子與電力傳動相關學科研究生的教學參考用書。   Christophe Basso是法國圖盧茲安森美半導體產品總監。他發明了許多積體電路，其中NCP120X系列產品為低功耗變換器設定了新的標準。SPICE模擬是他*喜歡的主題之一，他提倡將SPICE作為設計輔助工具，當和基於方程式的方法關聯起來時，將有助於理解複雜電路是如何運作的。這項技術得到了世界各地眾多客戶的讚賞和認可。在過去的15年中，設計新的積

體電路，同時幫助和輔導設計工程師，也是他在AC-DC功率變換領域的專業工作的一個部分。 Christophe擁有法國蒙彼利埃大學學士學位，法國圖盧茲國立理工學院碩士學位。他擁有22項電能變換專利，經常在會議和行業雜誌上發表論文。他在IEEEAPEC會議上開設專題研討會，同時他還是IEEE高級會員，並且有一個專門的網站提供文檔和模型下載，http://cbasso.pagesperso-orange.fr/Spice.htm。   譯者序 原書序 前言 致謝 本書所用的變數和縮略語 本書運算中的數位和首碼 第1章環路控制基礎 11開環系統 111擾動 12控制的必要性——

閉環系統 13時間常數的概念 131時間常數的應用 132比例環節 133微分環節 134積分環節 135比例積分微分環節 14回饋控制系統的性能 141暫態或穩態 142階躍信號 143正弦信號 144伯德圖 15傳遞函數 151拉普拉斯變換 152激勵和響應信號 153一個簡單的範例 154組合傳遞函數的伯德圖 16總結 精選參考書目 第2章傳遞函數 21傳遞函數的表示 211正確書寫傳遞函數 2120dB穿越極點 22根的求解 221觀察法找極點和零點 222極點、零點和時間常數 23動態回應和根 231根的變化 24s平面和動態回應 241複平面上的根軌跡 25右半平面的零點 2

51一個兩步轉換過程 252電感電流斜率的限制 253使用平均模型來顯示RHP零點效應 254Boost變換器的右半平面零點 26結論 參考文獻 附錄2A確定橋式輸入阻抗 附錄2B使用Mathcad繪製埃文斯軌跡 附錄2C亥維賽展開公式 附錄2D使用SPICE畫出右半平面零點 第3章控制系統的穩定性判據 31建立一個振盪器 311工作原理 32穩定性判據 321增益裕度和條件穩定 322最小和非最小相位系統 323奈奎斯特圖 324從奈奎斯特圖中提取基本資訊 325模值裕度 33動態（暫態）回應、品質因數和相位裕度 331二階RLC電路 332二階系統的瞬態回應 333相位裕度和品質因數 3

34開環系統相位裕度測量 335開關變換器的相位裕度 336變換器的控制延時 337拉普拉斯域中的延時 338延時裕度與相位裕度 34選取穿越頻率 341簡化的Buck電路 342閉環下的輸出阻抗 343穿越頻率處的閉環輸出阻抗 344縮放參考值以獲得所需要的輸出 345進一步提高穿越頻率 35總結 參考文獻 第4章補償 41PID 補償 411拉普拉斯域的PID運算式 412PID補償器的實際實現 413PI補償器的實際實現 414PID在Buck變換器中的應用 415具有PID補償的Buck變換器瞬態回應 416設定值固定：調節器 417具有諧振峰的輸出阻抗回應曲線 42基於零極點配置補

償變換器 421簡易參數設計步驟 422被控物件傳遞函數 423積分環節消除靜態誤差 424積分調節器：1型補償器 425穿越頻率處相位補償 426配置極點和零點進行相位補償 427用一對零/極點實現90°相位提升 428用一對零/極點調整中頻段增益：2型補償器 4292型補償器的設計實例 4210使用雙重零/極點對實現180°的相位提升 4211使用雙重零/極點調整中頻段增益：3型補償器 42123型補償器的設計實例 4213選擇合適的補償器類型 4214用於Buck變換器的3型補償器 43輸出阻抗整形 431使輸出阻抗呈阻性 44結論 參考文獻 附錄4A利用快速分析技術得到Buck變換器的

輸出阻抗 附錄4B根據伯德圖的群延時計算品質因數 附錄4C利用模擬或者數學求解器來獲得相位 附錄4D開環增益和原點處極點對基於運算放大器的傳遞函數的影響 附錄4E補償器結構小結 第5章基於運算放大器的補償器 511型補償器（原點極點補償） 511設計實例 522型補償器：一個原點處極點，以及一個零極點對 521設計實例 532a型補償器：原點處極點和一個零點 531設計實例 542b型補償器：靜態增益和一個極點 541設計實例 552型補償器：基於光電耦合器隔離的結構形式 551光電耦合器與運算放大器直接連接，光電耦合器採用共發射極接法 552設計實例 553光電耦合器與運算放大器直接連接，

光電耦合器採用共集電極接法 554光電耦合器與運算放大器直接連接，共發射極接法和UC384X連接 555光電耦合器與運算放大器採用有快速通道的下拉接法 556設計實例 557光電耦合器與運算放大器採用有快速通道的下拉接法，共發射極接法 和UC384X 558光電耦合器與運算放大器採用無快速通道的下拉接法 559設計實例 5510光電耦合器與運算放大器在CCCV雙環控制中的應用 5511設計實例 562型補償器：極點和零點重合，簡化成隔離型1型補償器 561設計實例 572型補償器：略有不同的結構形式 583型補償器：原點處極點和兩個零/極點對 581設計實例 593型補償器：基於光電耦合器隔

離的結構形式 591光電耦合器與運算放大器直接連接，光電耦合器採用共集電極接法 592設計實例 593光電耦合器與運算直接連接，光電耦合器採用共發射極接法 594光電耦合器與運算放大器直接連接，共發射極接法和UC384X連接 595光電耦合器與運算放大器採用有快速通道的下拉接法 596設計實例 597光電耦合器與運算放大器採用無快速通道的下拉接法 598設計實例 510結論 參考文獻 附錄5A圖片匯總 附錄5B使用k因數自動計算元件參數 附錄5C光電耦合器 第6章基於跨導型運算放大器的補償器 611型補償器：原點處極點 611設計實例 622型補償器：原點處極點與一個零極點對 621設計實例

63光電耦合器與OTA：一種緩衝的連接方式 631設計實例 643型補償器：原點處極點與兩個零極點對 641設計實例 65結論 附錄6A圖片匯總 第7章基於TL431的補償器 71集成內部基準的TL431工作原理 711參考電壓 712偏置電流 72TL431的偏置對增益的影響 73另一種TL431的偏置方式 74TL431的偏置：取值限制 75快速通道 76禁用快速通道 771型補償：一個原點處極點，共發射極連接 771設計實例 781型補償：共集電極配置 792型補償：一個原點處的極點以及一個零/極點對 791設計實例 7102型補償器：共發射極結構與UC384X配合 7112型補償器

：共集電極結構與UC384X配合 7122型補償器：禁用快速通道 7121設計實例 7133型補償器：原點處極點和兩個零/極點對 7131設計實例 7143型補償器：原點處極點和兩個零/極點對，無快速通道 7141設計實例 715交流小信號響應的測試 716基於穩壓管的隔離型補償器 7161設計實例 717基於穩壓管的非隔離型補償器 718基於穩壓管的非隔離型補償器：低成本實現方法 719總結 參考文獻 附錄7A圖片匯總 附錄7B第二級LC濾波器 第8章基於分流調節器的補償器 812型補償：一個原點處極點加一個零/極點對 811設計實例 823型補償：一個原點處極點加兩個零/極點對 821設

計實例 833型補償：一個原點處極點加兩個零點/極點對——無快速通道 831設計實例 84基於穩壓管的隔離型補償器 841設計實例 85結論 參考文獻 附錄8A圖片匯總 第9章系統測量與設計實例 91測量控制系統的傳遞函數 911有偏置點損耗的開環方法 912無偏置點損耗的功率級傳遞函數 913系統僅在交流輸入下處於開環狀態 914注入點處的電壓變化 915注入點處的阻抗 916緩衝 92設計實例1：正激直流直流變換器 921參數變遷 922電氣原理圖 923提取功率電路傳遞函數的交流響應 924變換器的補償器設計 93設計實例2：線性穩壓器 931獲取功率電路的傳遞函數 932穿越頻率的

選擇和補償器的設計 933瞬態回應測量 94設計實例3：CCM電壓模式升壓變換器 941功率電路傳遞函數 942變換器的補償器設計 943繪製環路增益的伯德圖 95設計實例4：原邊調節的反激式變換器 951傳遞函數推導 952驗證等式 953穩定變換器 96設計實例5：輸入濾波器補償 961負增量阻抗（負輸入阻抗） 962建立振盪器 963振盪抑制 97結論 參考文獻 後記

升壓變換器進入發燒排行的影片

空氣電池混合電動機車之約束預估電壓控制

為了解決升壓變換器的問題，作者魏宏明 這樣論述：

本碩士論文提出基於二次規劃（quadratic programming, QP）的約束預估控制（constrained predictive control, CPC）並應用於空氣電池混合電動機車的電壓控制器上。研究使用離散時間動態系統方程式建立受控系統的數學模型，並且採用廣義預測性能指標來推導出含約束限制輸入控制量的預估控制演算法。帶延遲時間的範例系統是用來展示研究所提控制策略的有效性，而即時微晶片控制器是技術實現此空氣電池混合電動機車的CPC電壓控制系統。數值模擬和實驗結果顯示，所提出約束預估電壓控制法則具有滿意的電壓自動調整性能，並能呈現該空氣電池混合電動機車在道路行駛里程數具備增程能

力。

機電系統與設備

為了解決升壓變換器的問題，作者（美）謝爾蓋·雷舍夫斯基 這樣論述：

機電系統和設備是工業生產製造過程中機械能和電能轉換的關鍵環節，隨著精准控制電機運行、縮短製造過程週期、降低成本等需求的增加，人們對機電系統的分析和優控制愈加關注。   本書介紹了機電系統和設備的機電能量轉換原理與控制策略，並用MATLAB進行了模擬驗證；介紹了如何用MATLAB構建高級系統的控制流程，快速搭建模擬原型，產生C代碼以及圖形化結果顯示；著重分析了用作驅動或者伺服的高性能機電系統；通過大量的實例和算例，詳細說明了分析、解決機電能量轉換系統和設備問題的相關思路和方法。今天的工程師必須掌握現代機電系統和設備的整體分析、設計和控制技術，才可以成為未來機電系統技術的者。

應用比例開路電壓及擾動觀察之最大功率點追蹤研究

為了解決升壓變換器的問題，作者許銘峻 這樣論述：

近年由於民眾環保意識抬頭，綠色能源開始被世人所重視，但太陽能面板的發電轉換效率取決於太陽照度面板溫度，為了使轉換效率提高，如何使太陽能面板持續運作於最大功率點，即為本研究關注的課題。本論文的目標是利用MATLAB/Simulink提出一種結合改良型比例開路電壓法及功率預測的可變步距擾動觀察法，期能快速追蹤太陽能面板最大功率時，亦能解決傳統演算法在最大功率點功率振盪之議題，本論文首先說明太陽能面板的工作原理，並依據西門子SP-75太陽能面板之電路特性，使用Simulink建立模擬模組，並依不同太陽照度與面板溫度條件，輸出電壓、電流、功率曲線，並與原廠規格資料比對，確認電路模擬效果；其次解釋直流

-直流電壓轉換器之特性及本論文所設定之轉換器電路參數；接著說明傳統最大功率點演算法之原理，本文將包含擾動觀察法、可變步距擾動觀察法、比例開路電壓法及基於功率預測的可變步距擾動觀察法之運作原理及流程圖；最後針對本論文提出之方法，闡述改進型比例開路電壓法之原理，再以流程圖說明本論文所提出之混合型演算法運作原理，接著以Simulink建立模擬電路，輔以不同太陽照度之條件，並與傳統擾動觀察法及可變步距擾動察法進行比較與分析。模擬結果顯示，本論文所提出之演算法的確具備快速追蹤最大功率點、快速響應太陽照度改變及小幅度的最大功率點振盪特性，相較傳統演算法提高了最大功率點追蹤的速度。