Практическое руководство для подготовленного читателя при создании или эксплуатации различных вариантов источников питания. Подробно рассмотрено применение новейших полупроводниковых силовых приборов. Рассмотрены и простейшие источники питания, и логически сложные современные системы. Последние оказываются простыми в реализации при использовании перспективных интегральных схем.

Руководство может быть использовано и как настольная книга разработчиков аппаратуры, и как учебное пособие для студентов и аспирантов электротехнических и радиоэлектронных специальностей.

Часть 1. Инверторы и преобразователи - 11
Глава 1. Краткий обзор - 12
Определение инвертора - 14
Определение преобразователя - 14
Механические инверторы и преобразователи - 15
Вибрационный источник питания - 16
Усилитель с модуляцией и демодуляцией - 20
Генераторы с обратной связью - 24
RC и L/R релаксационные генераторы - 26
Тиратронный инвертор - 30
Полупроводниковые инверторы и преобразователи - 33
Другие схемы и методы - 36
Асимметричный инвертор с симметричной формой колебаний - 38
Глава 2. Теория - 40
Теория работы генератора с насыщаемым сердечником - 40
Другие вырианты схемы - 43
Частота колебаний инвертора с насыщаемым сердечником - 45
Важность уравнения для частоты колебаний - 47
Варианты уравнения для частоты колебаний - 47
Детальный анализ формы колебаний - 48
Двухтрансформаторный инвертор - 53
Двухтрансформаторный инвертор с обратной связью по току - 54
Инвертор с комплементарными транзисторами - 55
Однотранзисторные схемы - 56
Однотрансформаторные, последовательно соединенные инверторы - 60
Мостовые инверторы - 61
Мостовой инвертор с комплементарными транзисторами - 62
Инверторы с внешним возбуждением - 63
Глава 3. Конструктивные решения инверторов и преобразователей - 68
Запуск инверторов с насыщаемым сердечником - 68
Управление инверторами и преобразователями с помощью специализированных ИС - 75
Управляемый широтно-импульсный модулятор SG2524 (фирма SiliconGeneral) - .79
Трансформатор для инвертора с насыщаемым сердечником - 82
Расчет трансформатора - 85
Выбор сердечника - 88
Диаметр провода - 89
Первичная обмотка - 89
Вторичная обмотка - 92
Обмотка обратной связи - 92
Поправочный коэффициент - 93
Размер сердечника - 93
Потери в меди - 94
Число витков - 95
Площадь окна - 97
Полные потери - 98
Расчет трансформатора с применением номограмм - 98
Выбор мощных транзисторов - 103
Глава 4. Применение транзисторных инверторов и преобразователей - 109
Простой инвертор, работающий на частоте 60 Гц - 109
Надежный инвертор, работающий на частоте 60 Гц - 110
Универсальный 120-ваттный инвертор - 112
100-ваттный двухтрансформаторный инвертор - 113
Инвертор с низким входным напряжением - 116
Инвертор для бес коллекторных двигателей постоянного тока - 118
225-ваттный преобразователь сетевого напряжения в напряжение 15 вольт - 119
500-ваттный стабилизированный преобразователь - 123
Преобразователь обратного хода с внешним возбуждением - 127
Бесконтактное зажигание на основе инвертора обратного хода - 129
Фотовспышка с зарядом конденсатора, использующая инвертор с внешним возбуждением - 133
750-ваттный инвертор - 137
Инвертор с цифровым управлением ШИМ - 144
Схема кадровой развертки телевизора - 150
Мощный МОП-транзистор - 151
Использование усилителя звуковой частоты в качестве инвертора с внешним возбуждением - 155
Глава 5. Применение тиристорних инверторов и преобразователей - 160
Замена тиратрона тиристором - 161
Бестрансформаторный источник постоянного напряжения - 162
Параллельный тиристорный инвертор с внешним возбуждением - 163
Система зажигания, использующая разряды конденсатора, с тиристорным переключателем - 165
Тиристорный последовательный инвертор в индукционной плите - 167
Тиристорная система горизонтальной развертки телевизоров - 170
Проблесковая лампа с регулируемым временем свечения и паузы - 177
Проблесковая лампа, использующая тиристор с управляемым выключением - 179
Схема «бегущий огонь» с независимыми задержками в каскадах - 180
Тиристорний инвертор синусоидальных колебаний - 183
1-киловаттный инвертор синусоидальных колебаний с частотой 1кГц - 185
Преобразователь частоты с логическим управлением - 187
Тиристоры с управляемым выключением (GTO-тиристоры) в инверторах - 193
Тиристорный стабилизатор напряжения для цветного телевизора - 195
Термостат, использующий метод переключения при нулевом Напряжении - 197
Стабилизация частоты вращения двигателя с помощью фазового управления - 199
Стабилизатор частоты вращения двигателя с двухполупериодным управлением - 201
Использование импульсного источника питания для регулирования частоты вращения - 202
Стабилизатор переменного напряжения с фазовым управлением - 204
Тиристорные инверторы и преобразователи - 206
Тиристорный инвертор, выдерживающий изменение нагрузки в широких пределах - 208
Симистор в инверторах - 211
Альтернативный метод стабилизации переменного напряжения - 213
Управление мощностью переменного напряжения путем импульсной модуляции в схеме со встречно-параллельным включением тиристоров - 216

Часть 2. Импульсные источники питания - 219
Глава 6. Краткий обзор - 220
Определение источника питания - 220
Определение импульсного источника питания - 222
Коммутатор лучше, чем реостат - 224
Принцип преобразования энергии - 227
Регулируемый импульсный источник питания - 231
Глава 7. Теория - 232
Регулируемый импульсный источник питания - 231
Простой импульсный стабилизатор - 231
Лучшее из двух методов - 235
Автоколебательный импульсный стабилизатор - 236
Импульсный стабилизатор с внешним возбуждением - 237
Стабилизатор с широтно-импульсной модуляцией и фиксированной частотой - 238
Стабилизатор с постоянной длительностью импульсов и изменяемой частотой - 239
Параллельный импульсный стабилизатор - 240
Получение импульсов переменной длительности - 242
Глава 8. Импульсные источники питания - 245
Импульсные источники с питанием от сети переменного тока - 245
Инвертор со стабилизацией напряжения - 246
Двухполупериодный тиристорный стабилизатор - 248
Импульсные симистормые стабилизаторы - 251
Преобразование линейного стабилизатора в импульсный - 253
Стабилизация тока - 254
Глава 9. Шумы - 257
Методы уменьшения шума - 259
Возникновение шума в тиристорных цепях - 261
Источники электрических шумов - 264
Источники акустических шумов - 267
Глава 10. Коммутация переменного напряжения - 268
Однополупериодный диодный выпрямитель - 268
Стабилизация - 269
Коэффициент полезного действия при преобразовании - 270
Тиристорный коммутатор - 271
Симисторный коммутатор - 273
Коммутатор, срабатывающий в момент пересечения напряжением нуля - 274
Глава 11. Коммутация постоянного напряжения - 276
LC-фильтры и фиксирующие диоды - 276
Коммутация и стабилизация напряжения - 278
Ток в катушке индуктивности - 280
Коммутатор или трансформатор? - 283
Типичная ошибка при использовании трансформаторов связи - 286
Глава 12. Пассивные компоненты импульсных источников питания - 289
Конденсатор выходного фильтра - 290
Эквивалентная схема конденсатора - 291
Интерпретация полного сопротивления и фазы - 293
Оценка последовательного эквивалентного сопротивления - 294
Коэффициент пульсаций тока - 295
Выбор конденсатора - 296
Катушка индуктивности - 298
Материал и форма сердечников - 299
Глава 13. Традиционные полупроводниковые коммутирующие компоненты - 301
Переключающие транзисторы - 301
Общие характеристики транзисторов - 303
Обсуждение процесса переключения - 306
Диоды - 310
Поведение реального диода - 310
Анализ процесса переключения - 312
Сравнение диодов с диффузией золота и диодов Шотки - 314
Тиристоры - 315
Процесс переключения в тиристорах - 317
Вольт-амперные характеристики - 320
Тиристоры и симисторы - 323
Оптроны - 326
Глава 14. Источники опорного напряжения и компараторы - 330
Источники опорного напряжения - 330
Полевой транзистор - источник постоянного тока - 333
Синтезированный низковольтный источник опорного напряжения - 336
Компаратор и усилитель сигнала ошибки - 339
Два режима работы компараторов - 341
Соображения по поводу выбора компаратора - 342
Примеры схем, используемых для построения источников питания - 346
Линейный стабилизатор - 350
Глава 15. Схемы импульсных стабилизаторов - 356
Автоколебательный импульсный стабилизатор напряжения - 356
Стабилизатор, синхронизируемый внешним сигналом - 360
Методы заземления и расположение компонентов - 361
Повышение напряжения в схеме параллельной коммутации - 363
Зашита импульсных транзисторов - 366
Глава 16. Схемы выпрямителей - 378
Синхронное детектирование - 381
Подводные камни - 385
Умножители напряжения - 385
Особенности выпрямителей для инверторов и стабилизаторов - 392
Глава 17. Применение импульсных источников питания - 393
Общие рекомендации - 393
Стабилизаторы, использующие параллельную коммутацию - 394
Инверторы и преобразователи - 395
Импульсный источник питания, использующий линейный стабилизатор напряжения - 395
Импульсные стабилизаторы отрицательного напряжения - 399
Методы защиты - 401
Комбинация линейных и импульсных методов - 403
Простой импульсный стабилизатор - 405
Автоматическая зашита импульсных стабилизаторов - 407
100-ваттный импульсный стабилизатор с параллельной коммутацией - 409
Высоковольтный импульсный стабилизатор - 411
1000-ваттный импульсный стабилизатор полностью на дискретных компонентах - 412
5-киловаттный импульсный стабилизатор - 414
Улучшение импульсных стабилизаторов - 416
Основные принципы демпфирования - 419
Шунтирующая катушка индуктивности - 420
Резистор в индуктивном плече - 420
Шунтирующий конденсатор - 421
Резистор в емкостном плече - 421
Цепь обратной связи - 421
Ограничение тока и защита от короткого замыкания - 424
Инвертор/преобразователь/стабилизатор с регулируемым рабочим циклом - 424
Увеличение мощности стабилизированных источников - 429
Глава 18. Обзор некоторых стабилизированных источников питания с улучшенными характеристиками - 437
100-авттный, 100 кГц стабилизированный источник питания с ШИМ, использующий управляющую
интегральную схему - 438
Основные идеи, лежащие в основе резонансного режима работы - 441
Высокочастотный резонансный преобразователь 48В/5В, рассчитаный на ток 20А - 450
Другой вариант, использующий резонансный режим работы - 455
Расчет колебательного контура для резонансного стабилизатора - 460
Еще одна новинка: источник питания со стабилизацией по току - 462
Достоинства стабилизаторов со стабилизацией тока - 465
Простой 50-ваттный преобразователь с ШИМ и токовой обратной связью - 466
500-ваттный, 200 кГц источник питания, использующий стабилизацию по току - 468
Источник питания с фазовым управлением - 472
Источник питания для гелий-неоновых лазеров - 477
Глава 19. Мощные полупроводниковые приборы - 480
Специализированный МОП-транзистор - разработка для источников питания со стабилизацией
по току - 481
Мощный р-канальный МОП-транзистор - 483
Необычная работа МОП-транзистора в синхронном мостовом выпрямителе - 486
Как получить высокую частоту переключения мощного МОП-транзистора - 489
Мощный МОП-транзистор в режиме обеднения - 491
Чудесный транзистор - комбинация МОП-транзистора с биполярным - 494
Снова тиристор с управляемым выключением - 502
Тиристор, управляемый МОП-транзистором: еще один удар по упрямым - 505
Материал, отказывающийся умирать: мощные германиевые приборы - 507
Глава 20. Малые мощности, токи и напряжения: небольшие встраиваемые блоки - 510
Линейный стабилизатор напряжения со сверхнизким падением напряжения и ограничением
по току - 511
Линейный стабилизатор напряжения с необычно низким падением напряжения - 513
Линейный стабилизатор, обеспечивающий 3,3В при напряжении источника 5В - 515
Распределенные мощные системы: много маломощных приборов вместо одного мощного - 517
Высокоэффективный фиксирующий «диод» с низким падением напряжения - 519
Одноваттный преобразователь постоянного напряжения для цифровых сетей с комплексным обслуживанием (ISDN) - 521
Смотрите, нет индуктивности: конденсаторные импульсные источники питания - 524
Почти бесплатный источник питания для аналоговых схем в цифровых системах - 531
Увеличение срока службы аккумуляторов в портативных устройствах, использующих жидкокристаллические дисплеи - 532
Линейные стабилизаторы с автоматической адаптацией к напряжению сети переменного тока - 535
Предотвращение чрезмерного рассеяния мощности в линейных стабилизаторах - 537
Приложение
Таблица, связывающая номер провода с его диаметром в дюймах и миллиметрах - 542
Литература - 543

Автор: Готтлиб М.И (пер. с англ.)
Издательство: Постмаркет
Серия: Библиотека современной электроники
Год издания: 2002
Страниц: 544
Формат: DJVU
Размер: 10.09 Mb