開關電源控制環路設計：Christophe Basso的實戰秘籍

開關電源（開關變換器）的環路穩定性設計是每一位電源工程師在研發過程中必須面對的挑戰。目前市面上大多數開關電源設計參考書都會涉及環路設計，但許多書籍在講解時，常常推導復雜的控制理論，并列出晦澀難懂的數學公式，使得許多電源工程師讀后依然感到困惑，難以將理論與實際工程設計相結合。

本書的作者Christophe Basso憑借豐富的開關電源理論和工程設計經驗，特別是在開關電源環路補償方面，形成了自己獨特的見解，并發展出一套完備的分析方法。在他的職業生涯中，已出版多本開關電源工程設計的暢銷書。

大多數關于環路控制的技術書籍往往深入理論

但在設計方面較為膚淺

缺乏實際案例

這本新書提供了直觀的理論，強調在控制環路中取得成功并不需要掌握所有知識，同時深入探討了多個SIMPLIS 仿真實例。

本書將開關電源環路控制的理論與實際工程設計相結合，適合具有基本電力電子學基礎和一定產品調試經驗的電源工程師使用。

通過學習本書，工程師可以避免通過試錯法進行環路調試，而是能夠根據運算放大器、TL431、OTA等補償技術，設計出穩定的開關電源。

本書主要內容包括：

一些基本的理論知識

電壓模式控制下的降壓變換器

電流模式控制下的降壓變換器

電壓模式控制下的正激變換器

各種控制方案中的LLC變換器

更多使用 PFC和UC384X 電路的示例

本書詳細介紹了擴展電源帶寬的方法，并提供了更多使讀者成為環路補償專家的技巧。

通過這本書，你將不再為如何選擇穿越頻率或相位裕量而感到困擾。通過本書內容可以掌握如何使用運算放大器、TL431和OTA補償技術來提高相位，同時了解光電耦合器是如何降低相位裕量的。

無論是本科生、研究生，還是經驗豐富的工程師，這本書都是理想的學習伴侶；同時，對于希望深入了解環路控制并幫助客戶解決問題的現場應用工程師（FAE）而言，它同樣具有重要價值。

目錄概覽

第1章 介紹

第2章 開環系統

2.1傳遞函數

2.2反饋的好處

2.3構建振蕩器

2.4選擇相位裕量

2.5穿越頻率與帶寬

2.6生成占空比

2.7如何強制實現穿越

2.8調整環路響應

2.9極點和零點

第3章 三個補償器

3.1補償器的交流響應

3.2采用1型補償器進行補償

3.3帶有運算放大器（OPA）的2型補償器-Ⅰ

3.4帶有運算放大器（OPA）的2型補償器 -Ⅱ

3.5帶有運算放大器（OPA）的3型補償器 -Ⅰ

3.6帶有運算放大器（OPA）的3型補償器 -Ⅱ

3.6.13型補償器-基于運算放大器（OPA）的仿真

3.7了解運算放大器（OPA）的影響

3.8運算放大器（OPA）特性的影響

3.9PID模塊

3.10增加一個額外的極點

3.11從PID到3型補償器

3.12運算放大器（OPA）和PID

第4章 光電耦合器和TL431

4.1光電耦合器

4.2TL431和1型補償器

4.3TL431和2型補償器

4.4TL431和3型補償器

4.5運算跨導放大器（OTA）補償

4.6數字補償器

4.7穩定開關變換器

4.8輸入濾波器的交互影響

第5章 降壓變換器

5.1電壓模式降壓變換器

5.2電流模式降壓變換器

5.3恒定導通時間降壓變換器

第6章 正激變換器

6.1電壓模式正激變換器

6.2電流模式正激變換器

6.3電壓模式有源箝位正激變換器

第7章 全橋變換器

7.1電流模式全橋變換器

7.2電壓模式移相全橋變換器

第8章 升壓變換器

8.1電壓模式升壓變換器

8.2電流模式升壓變換器

第9章 功率因數校正電路

9.1臨界導通模式功率因數校正器

9.2連續導通模式功率因數校正器

第10章 降壓—升壓變換器

10.1電壓模式降壓—升壓變換器

10.2電流模式降壓—升壓變換器

第11章 反激變換器

11.1電壓模式反激變換器

11.2電流模式反激變換器

11.3電流模式準諧振反激變換器

11.4多路輸出準諧振反激變換器

第12章 第二級LC濾波器

第13章 UC384X控制器

13.1斜坡補償與UC384X控制器

13.2基于UC384X的非隔離反激變換器

13.3基于UC384X的隔離反激變換器

第14章 單級功率因數校正電路

14.1單級功率因數校正反激變換器

14.2工作點波形

第15章 電流模式單端初級電感變換器

15.1工作點波形

15.2 交流響應和瞬態階躍響應

第16章 LLC變換器

16.1直接變頻控制的LLC變換器

16.2功率級響應

16.3交流響應的高度可變性

16.4閉環響應

16.5Bang-Bang電荷控制的LLC變換器

16.6電流模式LLC變換器

第17章 實踐操作

17.1基于UC3843的降壓變換器

17.2檢查環路增益

作者：Christophe Basso克里斯多夫·巴索，國際專家、前安森美半導體應用工程師及作者，IEEE的高級會員，擁有超過25年的一線電子電路設計經驗，在電力電子轉換領域擁有近30項專利。他原創了許多集成電路芯片，其中代表性為NCP120X 系列，重新定義了電源低待機功耗設標準，為低待機功率變換器樹立了新標準。Christophe出版了許多關于功率變換和仿真方面的書籍。很多中國的工程師都拜讀過其著作譯本《開關電源SPICE仿真和實用設計》，并給予此書高度好評，其英文版《DESIGNING CONTROL LOOPS FOR LINEAR AND SWITCHING POWER SUPPLIES》廣受中國工程師推崇，對工程師的實際工作起到很大的幫助。本書為他的最新的一本著作，書名是《開關電源控制環路設計：Christophe Basso 的實戰秘籍》。
Christophe擁有25項電源變換專利，經常參加行業會議并在包括How2Power在線網站和專業雜志上發表技術文章。他在位于法國格勒諾布爾市的歐洲同步輻射中心工作10年，1997-1999年，在位于圖盧茲的摩托羅拉半導體公司擔任應用工程師，1999年加入Onsemi。Christophe擁有法國蒙彼利埃大學學士學位，法國圖盧茲國立綜合理工學院碩士學位。

譯者：文天祥中國電源學會照明電源專業委員會委員，中國電源學會青年工作委員會委員，IEEE 會員。電力電子專業研究生畢業后，十年來一直從事電力電子研發設計工作，歷任研發工程師、工程師、研發經理、平臺架構師等，期間主導研發了多款行業及至全球領先的產品，銷售數量累計達千萬級，為所在公司帶來了巨大的經濟效益。在技術積淀上，在開關電源拓撲、半導體元器件應用、LED 照明電子及系統應用、消費性電子產品可靠性設計等方面有豐富的經驗和獨到的見解，并在電源設計及應用領域獲得多項國際專利。熟悉電子產品項目管理，以及消費性電子產品完整生命流程管控。作為電源學會委員，積極參與行業標準的制定和起草，并多次負責聯系國際知名電源專家來中國舉辦電源類培訓事宜，翻譯出版電源相關書籍多部。

內容特色

1

“工程師們遇到的最大挑戰”

盡管設計開關電源的控制環路相關理論易于理解，但教科書中的示例往往缺乏實際應用的細節，且通?；谔囟ǖ目刂品桨?。許多開關電源的穩定性設計往往依賴反復試驗，隨后才進行大規模生產，這樣的流程無法保證產品在整個運行周期內保持穩定。不當的環路補償可能導致啟動時序不正確、電壓過沖使適配器鎖死、輸出電壓下沖使后級邏輯電路失效，甚至元器件老化產生噪聲等問題。這些問題都可能導致生產線停工，甚至更嚴重的情況，如產品召回。

2

“電源工程師的最實用手冊”

首先，本書簡要介紹了一些理論內容，重點討論穿越頻率和相位裕量等關鍵參數。閱讀完這些內容后，你將不會再隨意選擇這些參數，并理解它們在環路閉合后對瞬態響應的影響。

其次，了解補償器的構建方式及有源器件如何影響設計和預期的交流響應也至關重要，例如，像TL431這樣的器件，如果忽視其自身的約束條件，可能會使設計變得復雜。

這本書簡潔明了，直擊要害，對于希望深入學習基礎理論的工程師，書末的參考書籍和文章將提供更詳細的信息。

3

“面向設計”

本書是面向設計的，大多數示例都可以在免費的SIMPLIS ELEMENTS演示版本中運行。所有模型均可通過我的個人主頁下載，輕松運行。每個電路均配有自動計算的宏，以確定所選穿越頻率和相位裕量所需的元器件值。然后，可以運行交流或瞬態仿真來檢驗結果。

我希望你喜歡這種新的實用手冊風格和節奏。如果你有任何建議或評論，請隨時通過電子郵件（cbasso@orange.fr）與作者聯系。

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

申請時間

2025年6月27日——2025年7月27日

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