Импульсные источники питания (ИИП) быстро идут на смену устаревшим линейным источникам питания благодаря своей высокой производительности, улучшенной стабилизации напряжения и малым габаритам. В книге подробно обсуждаются фундаментальные теоретические принципы и методы проектирования импульсных источников питания и приводятся сведения, знание которых не только поможет инженерам оптимизировать выбор серийных источников питания для своих проектов, но и позволит им разрабатывать собственные оригинальные схемы ИИП. Книга ориентирована на читателей, желающих глубже вникнуть в суть работы импульсных источников питания и их проектирования, не забираясь при этом в математические "дебри".
Особое внимание уделяется выбору соответствующих компонентов, таких, как дроссели и трансформаторы, с учетом обеспечения безопасной и надежной работы схем ИИП. На примере предложенных автором оригинальных проектов иллюстрируются те или иные компромиссы, к которым непременно приходится прибегать при разработке импульсных источников питания.
Рассматриваются как сетевые источники питания, так и преобразователи постоянного напряжения (DC/DC). Книга охватывает все основные схемы импульсных источников питания, включая обратноходовые и прямоходовые преобразователи, мостовые, понижающие, повышающие и комбинированные схемы. В качестве примеров приведены практические схемы 220-вольтового сетевого импульсного источника питания и 110-вольтового источника бесперебойного питания.

ОГЛАВЛЕНИЕ:

Предисловие - 8
Введение - 9
Историческая справка - 9
Сравнение линейных и импульсных источников питания - 10

Глава 1. Основные импульсные схемы - 13
1.1. Основы накопления энергии - 13
1.2. Понижающий преобразователь - 14
1.3. Повышающий преобразователь - 16
1.4. Инвертирующий повышающий преобразователь - 19
1.5. Комбинированный преобразователь - 19
1.6. Преобразователи с трансформаторной развязкой - 20
1.7. Синхронное выпрямление - 24
1.8. Схемы с накачкой заряда - 25

Глава 2. Схемы управления - 27
2.1. Типовые схемы управления - 27
2.2. Усилитель ошибки - 30
2.3. Коррекция усилителя ошибки - 31
2.3.1. Последовательность испытания - 34
2.4. Типовой ШИМ-контроллер с управлением по напряжению - 35
2.5. Управление потоку - 41
2.6. Типовой Ш И М-контроллер с управлением по току - 43
2.7. Схемы с накачкой заряда - 47
2.8. Многофазные ШИМ-контроллеры - 50
2.9. Резонансные контроллеры - 51

Глава 3. Первичный источник питания - 52
3.1. Работа от сети - 52
3.2. Подавление радиопомех - 54
3.3. Требования к безопасности - 55
3.4. Компенсация коэффициента мощности - 57
3.5. Пусковой ток - 61
3.6. Время удержания выходного напряжения - 62
3.7. Входной выпрямитель - 65
3.8. Характеристики входного накопительного конденсатора - 66

Глава 4. Схемы без гальванической развязки - 67
4.1. Основной метол проектирования - 68
4.2. Схемы понижающих преобразователей - 68
4.3. Схемы повышающих преобразователей - 78
4.4. Инвертирующие схемы - 84
4.5. Комбинированные (понижающие/повышающие) схемы - 87
4.6. Схемы с накачкой заряда - 90
4.7. Факторы, учитываемые при разводке печатной платы - 94

Глава 5. Схемы с трансформаторной развязкой - 98
5.1. Механизмы обратной связи - 98
5.2. Обратноходовые схемы - 105
5.2.1. Проектирование практической обратноходовой схемы - 111
5.2.2.Пример сетевого обратноходового источника питания - 111
5.2.3.Примеробратноходопой схемы без гальванической развязки - 118
5.3. Схемы прямоходовых преобразователей - 122
5.3.1. Последовательность проектирования практического прямоходового преобразователя - 124
5.3.2. Пример сетевого прямоходового преобразователя - 125
5.3.3.Пример прямоходового преобразователя без гальванической развязки - 129
5.4. Двухтактные схемы - 133
5.4.1.Проектирование практической двухтактной схемы - 135
5.5. Полумостовые схемы - 139
5.5.1. Проектирование практической полумостовой схемы - 141
5.6. Мостовые схемы - 144

Глава 6. Выбор пассивных компонентов - 147
6.1. Характеристики конденсатора - 147
6.1.1.Алюминиевые электролитические конденсаторы - 149
6.1.2.Твердотельные танталовые и ниобиевые конденсаторы - 151
6.1.3.Твердотельные полимерные электролитические конденсаторы - 153
6.1.4. Многослойные керамические конденсаторы - 154
6.1.5. Плёночные конденсаторы - 157
6.2. Характеристики резисторов - 158
6.2.1.Углеродные композиционные резисторы - 159
6.2.2.Плёночные резисторы - 160
6.2.3.Проволочные резисторы - 161

Глава 7. Выбор полупроводниковых компонентов - 162
7.1. Характеристики диодов - 162
7.1.1. Плоскостные диоды - 162
7.1.2.Диоды Шотки - 167
7.1.3.Пассивация - 169
7.2. Биполярные транзисторы - 170
7.2.1.Мощные полевые МОП-транзисторы (MOSFET) - 176
7.2.2.Управление затвором - 180
7.2.3.Область устойчивой работы и лавинные характеристики - 190
7.2.4.Синхронное выпрямление - 193
7.2.5.Измерительные полевые транзисторы - 198
7.2.6.Варианты корпусов - 198
7.3. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) - 200

Глава 8. Выбор дросселя - 204
8.1. Характеристики реальных дросселей - 204
8.2. Характеристики сердечника - 207
8.3. Расчёт порошкового тороидального сердечника дросселя - 218
8.4. Выбор сердечника для повышающего преобразователя - 221

Глава 9. Выбор трансформатора - 225
9.1. Характеристики трансформатора - 225
9.2. Вопросы безопасности - 228
9.3. Анализ практических конструкций - 229
9.4. Выбор сердечника трансформатора прямоходового преобразователя - 231
9.5. Сердечники для обратнохоловых преобразователей - 233
9.5.1. Выбор сердечника для индуктивно-связанных дросселей в обратноходовом преобразователе - 233

Глава 10. Пример проектирования инвертора «точной синусоиды» - 236
10.1.Технические требования - 236
10.2.Общее описание конструкции - 237
10.3.Проектирование предварительного стабилизатора - 241
10.4Проектирование выходного преобразователя - 246
10.5.Проектирование Н-моста - 249
10.б.Проектирование схемы управления мостом - 249

Глава 11. Сетевой источник питания для компьютера - 253
11.1.Установочные требования - 253
11.2.Первичный источник питания - 254
11.3.Преобразователь постоянного напряжения (DC/DC) - 256
11.4.Выбор диода - 259
11.5. Расчёт дросселей - 261
11.6.Расчёт конденсаторов - 264
11.7.Расчёт трансформатора - 265
Предметный указатель - 268

Автор: Раймонд Мэк(Пер. с англ.)
Издательство: Додэка-ХХI
Серия: Силовая электроника
Год издания: 2008
Страниц: 271
Формат: DJVU
Размер: 6.63 Mb