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.

Краткое содержание

ЧАСТЬ 1

Инверторы и преобразователи

Глава 1

Краткий обзор

Определение инвертора

Определение преобразователя

Механические инверторы и преобразователи

Вибрационный источник питания

Усилитель с модуляцией и демодуляцией

Генераторы с обратной связью

RC и L/R релаксационные генераторы

Тиратронный инвертор

Полупроводниковые инверторы и преобразователи

Другие схемы и методы

Асимметричный инвертор с симметричной формой колебаний

Глава 2

Теория

Теория работы генератора с насыщающимся сердечником

Другие схемные решения

Частота колебаний в инверторе с насыщающимся сердечником

Важность уравнения для частоты колебаний

Варианты уравнения для частоты колебаний

Детальный анализ формы колебаний

Двухтрансформаторный инвертор

Двухтрансформаторный инвертор с обратной связью по току

Инвертор с комплементарными транзисторами

Однотранзисторные схемы

Однотрансформаторные, последовательно соединенные инверторы

Мостовые инверторы

Мостовой инвертор с комплиментарными транзисторами

Инверторы с внешним возбуждением

Глава 3.

Конструктивные решения инверторов и преобразователей

Запуск инверторов с насыщающимся сердечником

Управление инверторами и преобразователями

с помощью специализированных интегральных схем

Управляемый широтно-импульсный модулятор SG2524

(фирма Silicon General)

Трансформатор для инвертора с насыщающимся сердечником

Расчет трансформатора

Выбор сердечника

Диаметр провода

Первичная обмотка

Вторичная обмотка

Обмотка обратной связи

Поправочный коэффициент

Размер сердечника

Потери в меди

Число витков

Площадь окна

Полные потери

Расчет трансформатора с применением номограмм

Выбор мощных транзисторов

Глава 4

Применения транзисторных инверторов и преобразователей

Простой инвертор для сети 60 Гц

Надежный инвертор для сети 60 Гц

Универсальный 120-ваттный инвертор

100-ваттный двухтрансформаторный инвертор

Инвертор с низким входным напряжением

Инвертор для бесколлекторных двигателей постоянного тока

225-ваттный преобразователь сетевого напряжения в 15 вольт

500-ваттный стабилизированный преобразователь

Преобразователь обратного хода с внешним возбуждением

Бесконтактное зажигание на основе инвертора обратного хода

Фотовспышка с зарядом конденсатора,

использующая инвертор с внешним возбуждением

750-ваттный инвертор

Инвертор с цифровым управлением ШИМ

Схема кадровой развертки телевизора

Мощный МОП-транзистор

Использование усилителя звуковой частоты

в качестве инвертора с внешним возбуждением

Глава 5

Применение тиристорных инверторов и преобразователей

Замена тиратронов тиристорами

Бестрансформаторные источники постоянного напряжения

Параллельный тиристорный инвертор с внешним возбуждением

Система зажигания, использующая разряд конденсатора

с тиристорным переключателем

Тиристорный последовательный инвертор в индукционных печах

Тиристорная схема горизонтальной развертки телевизоров

Проблесковая лампа с регулируемым временем свечения и паузы

Проблесковая лампа, использующая тиристор

с управляемым выключением

Схема "бегущий огонь" с независимыми задержками в каскадах

Тиристорный инвертор синусоидальных колебаний

1-киловаттный инвертор синусоидальных колебаний

с частотой 10 кГц

Преобразователь частоты с логическим управлением

Тиристоры с управляемым выключением

(GTO-тиристоры) в инверторах

Тиристорный стабилизатор напряжения для цветного телевизора

Термостат, использующий метод переключения

при нулевом напряжении

Стабилизация частоты вращения двигателя

с помощью фазового управления

Стабилизатор частоты вращения двигателя

с двухполупериодным управлением

Использование импульсного источника питания

для регулирования частоты вращения

Стабилизатор переменного напряжения с фазовым управлением

Тиристорные инверторы и преобразователи

Тиристорный инвертор, выдерживающий

изменение нагрузки в широких пределах

Симистор в инверторах

Альтернативный метод стабилизации переменного напряжения

Управление мощностью переменного напряжения

путем импульсной модуляции в схеме

с встречно-параллельным включением тиристоров

ЧАСТЬ 2

Импульсные источники питания

Глава 6

Краткий обзор

Определение источника питания

Определение импульсного источника питания

Коммутатор лучше, чем реостат

Принцип преобразования энергии

Регулируемый импульсный источник питания

Глава 7

Теория

Простой импульсный стабилизатор

Лучшее из двух методов

Автоколебательный импульсный стабилизатор

Импульсный стабилизатор с внешним возбуждением

Стабилизатор с широтно-импульсной модуляцией

и фиксированной частотой

Стабилизатор с постоянной длительностью импульсов

и изменяемой частотой

Параллельный импульсный стабилизатор

Получение импульсов переменной длительности

Глава 8

Импульсные источники питания

Импульсные источники с питанием от сети переменного тока

Инвертор со стабилизацией напряжения

Двухполупериодный тиристорный стабилизатор

Импульсные симисторные стабилизаторы

Преобразование линейного стабилизатора в импульсный

Стабилизация тока

Глава 9

Шумы

Методы уменьшения шума

Возникновение шума в тиристорных цепях

Источники электрических шумов

Источники акустических шумов

Глава 10

Коммутация переменного напряжения

Однополупериодный диодный выпрямитель

Стабилизация9

Коэффициент полезного действия при преобразовании

Тиристорный коммутатор

Симисторный коммутатор

Коммутатор, срабатывающий в момент пересечения

напряжением нуля

Глава 11

Коммутация постоянного напряжения

LC фильтры и фиксирующие диоды

Коммутация и стабилизация напряжения

Ток в катушке индуктивности

Коммутатор или трансформатор?

Типичная ошибка при использовании трансформаторов связи

Глава 12

Пассивные компоненты импульсных источников питания

Конденсатор выходного фильтра

Эквивалентная схема конденсатора

Интерпретация полного сопротивления и фазы

Оценка последовательного эквивалентного сопротивления

Коэффициент пульсаций тока

Выбор конденсатора

Катушка индуктивности

Материал и форма сердечников

Глава 13

Традиционные полупроводниковые

коммутирующие компоненты

Переключающие транзисторы

Общие характеристики транзисторов

Обсуждение процесса переключения

Диоды

Поведение реального диода

Анализ процесса переключения

Сравнение диодов с диффузией золота и диодов Шотки

Тиристоры

Процесс переключения в тиристорах

Вольт-амперные характеристики

Тиристоры и симисторы

Оптопары

Глава 14

Опорное напряжение и компараторы

Источники опорного напряжения

Полевой транзистор - источник постоянного тока

Синтезированный низковольтный источник

опорного напряжения

Компаратор и усилитель рассогласования

Два режима работы компараторов

Соображения по поводу выбора компаратора

Примеры схем, используемых

для построения источников питания

Линейные стабилизаторы

Глава 15

Схемы импульсных стабилизаторов

Автоколебательный импульсный стабилизатор напряжения

Стабилизатор, синхронизируемый внешним сигналом

Методы заземления и расположение компонентов

Повышение напряжения в схеме параллельной коммутации

Защита импульсных транзисторов

Глава 16

Схемы выпрямителей

Синхронное выпрямление

Подводные камни

Умножители напряжения

Особенности выпрямителей для инверторов и стабилизаторов

Глава 17

Применения импульсных источников питания

Общие рекомендации

Стабилизаторы, использующие параллельную коммутацию

Инверторы и преобразователи

Импульсный источник питания,

использующий линейный стабилизатор напряжения

Импульсные стабилизаторы отрицательного напряжения

Методы защиты

Комбинация линейных и импульсных методов

Простой импульсный стабилизатор

Автоматическая защита импульсных стабилизаторов

100-ваттный импульсный стабилизатор

с параллельной коммутацией

Высоковольтный импульсный стабилизатор

1000-ваттный импульсный стабилизатор

полностью на дискретных компонентах

5-киловаттный импульсный стабилизатор

Улучшение импульсных стабилизаторов

Основные принципы коррекции входного сопротивления

Шунтирующая катушка индуктивности

Резистор в индуктивном плече

Шунтирующий конденсатор

Резистор в емкостном плече

Цепь обратной связи

Ограничение тока и защита от короткого замыкания

Инвертор/преобразователь/стабилизатор

с регулируемым рабочим циклом

Увеличение мощности стабилизированных источников

Глава 18

Обзор некоторых стабилизированных источников питания

с улучшенными характеристиками

100-ваттный, 100 кГц стабилизированный

источник питания с ШИМ, использующий

управляющую интегральную схему

Основные идеи, лежащие в основе резонансного режима работы

Высокочастотный резонансный преобразователь 48 В - 5 В,

рассчитанный на ток 20 А

Другой вариант, использующий резонансный режим работы

Расчет колебательного контура для резонансного стабилизатора

Еще одна новинка: источник питания со стабилизацией по току

Достоинства стабилизаторов, со стабилизацией тока

Простой 50-ваттный преобразователь с ШИМ

и токовой обратной связью

500-ваттный, 200 кГц источник питания,

использующий стабилизацию по току

Источник питания с фазовым управлением

Источник питания для гелий-неоновых лазеров

Глава 19

Мощные полупроводниковые приборы

Специализированный МОП-транзистор -

разработка для источников питания

со стабилизацией по току

Мощный р-канальный МОП-транзистор

Необычная работа МОП-транзистора

в синхронном мостовом выпрямителе

Как получить высокую частоту переключения

мощного МОП-транзистора

Мощный МОП-транзистор в режиме обеднения

Чудесный транзистор - комбинация

МОП-транзистора с биполярным

Снова тиристор с управляемым выключением

Тиристор, управляемый МОП-транзистором:

еще один удар по упрямцам

Материал, отказывающийся умирать: мощные германиевые приборы

Глава 20

Малые мощности, токи и напряжения:

небольшие встраиваемые блоки

Линейный стабилизатор напряжения со сверхнизким

падением напряжения и ограничением по току

Линейный стабилизатор напряжения

с необычно низким падением напряжения

Линейный стабилизатор, обеспечивающий 3,3 В

при напряжении источника 5 В

Распределенные мощные системы:

много маломощных приборов вместо одного мощного

Высокоэффективный фиксирующий диод

с низким падением напряжения

Одноваттный преобразователь постоянного напряжения

для цифровых сетей с комплексным обслуживанием (ISDN)

Смотрите, нет индуктивности: конденсаторные

импульсные источники питания

Почти "бесплатный" источник питания

для аналоговых схем в цифровых системах

Увеличение срока службы аккумуляторов в портативных

устройствах, использующих жидкокристаллические дисплеи

Линейные стабилизаторы с автоматической адаптацией

к напряжению сети переменного тока

Предотвращение чрезмерного рассеяния мощности

в линейных стабилизаторах

Приложение

Литература

Предметный указатель