Автор: | Борис Семенов |
Серия: | Компоненты и технологии |
ISBN: | 978-5-91359-148-7 |
Формат: | 60x88/16 |
Объем: | 416 стр. |
Издательство: СОЛОН-Пресс, 2015
Силовая электроника — стремительно развивающееся направление техники, целью которого является снижение масс и габаритов устройств питания электронной аппаратуры и электродвигателей. Сегодня уже невозможно представить компьютер, видеокамеру, DVD-проигрыватель, телевизор без компактного и надежного импульсного источника. К сожалению, в последние годы наметился острый дефицит литературы на эту тему. Второе издание книги в значительной степени переработано и дополнено. Доступным языком рассказывается об основах проектирования импульсных устройств электропитания, о перспективной элементной базе, особенностях ее применения и оптимальном выборе, приведены практические конструкции. Подробно рассказано о «трудных вопросах» и «подводных камнях» схемотехники. Затронуты также нетрадиционные направления, как, например, создания высокочастотных балластов для ламп дневного света и электронных корректоров коэффициента мощности. Книга будет полезна специалистам-разработчикам силовой техники, студентам вузов, специалистам-ремонтникам и радиолюбителям.
На прилагаемом к книге компакт-диске помещена техническая документация на силовые элементы (транзисторы и диоды), микросхемы управления различными импульсными преобразователями, магнитопроводы моточных изделий, бесплатное программное обеспечение для автоматизированной разработки. Кроме этого, имеются печатные платы в формате Sprint Layout 3.0 ко всем практическим конструкциям. Авторская страница в Интернете находится по адресу http://www.radioland.mrezha.ru.
Оглавление
К читателям. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Глава 1. Приглашение к разговору . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Глава 2. Феррит или альсифер — что лучше?. . . . . . . . 15
2.1. Основные характеристики магнитного поля . . . . . . . . 15
2.2. Как вычислить поле в магнетиках . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3. Ферромагнетики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4. Магнитные материалы, их свойства и методы выбора. . . 27
2.5. Изделия из ферромагнитных материалов . . . . . . . . . . 38
Глава 3. О холостом ходе, габаритной мощности,
зазорах и не только . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.1. Что такое магнитный поток? . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2. Как рассчитать индуктивность? . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.3. Поговорим о потерях в магнитопроводе . . . . . . . . . . 52
3.4. Дроссели идеальные и реальные . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.5. Как работает трансформатор . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.6. Трансформаторы идеальные и реальные . . . . . . . . . . 62
3.7. О фазировке обмоток трансформаторов . . . . . . . . . . 65
3.8. О габаритной мощности и КПД . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.9. Зачем зазор в магнитопроводе?. . . . . . . . . . . . . . . . 70
Глава 4. Одножильный — хорошо, многожильный — лучше!. . 76
4.1. Скин-эффект и борьба с ним. . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.2. Немного об «эффекте близости» . . . . . . . . . . . . . . . 80
Глава 5. Старый добрый биполярный . . . . . . . . . . . . 82
5.1. Ключевой режим биполярного транзистора . . . . . . . . 82
5.2. Параллельное включение транзисторов. . . . . . . . . . . 90
5.3. Так ли хорош составной транзистор? . . . . . . . . . . . . 93
5.4. Предельные режимы биполярного транзистора . . . . . . 95
Глава 6. Основы тепловых расчетов . . . . . . . . . . . . . . 98
6.1. Как оценить тепловой режим элемента . . . . . . . . . . . 98
6.2. Тепловые режимы полупроводниковых приборов . . . . 100
6.3. Законы теплообмена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.4. Как спроектировать радиатор. . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.5. Тепловой режим индуктивных элементов . . . . . . . . . 113
Глава 7. Когда напряжение лучше, чем ток . . . . . . . . . 117
7.1. Преимущества и недостатки транзисторов MOSFET . . 117
7.2. Паразитные параметры и их влияние . . . . . . . . . . . 121
7.3. Полевой транзистор в режиме переключения. . . . . . . 124
7.4. Тепловой режим полевого транзистора . . . . . . . . . . 131
7.5. Параллельное включение MOSFET . . . . . . . . . . . . 140
7.6. Калейдоскоп транзисторов MOSFET . . . . . . . . . . . 143
Глава 8. Почти биполярный, почти полевой. . . . . . . . . 153
8.1. Как устроены IGBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
8.2. Транзистор IGBT в режиме переключения . . . . . . . . 156
8.3. Основные параметры транзисторов IGBT. . . . . . . . . 162
8.4. Тепловой режим транзисторов IGBT. . . . . . . . . . . . 167
8.5. Немного о параллельной работе IGBT. . . . . . . . . . . 170
8.6. Калейдоскоп транзисторов IGBT-структуры . . . . . . . 173
Глава 9. Работаем с чоппером . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
9.1. Устройство чопперной схемы. . . . . . . . . . . . . . . . 178
9.2. Защита от аварийных режимов . . . . . . . . . . . . . . . 190
9.3. От классического диода — к диоду синхронному. . . . . 201
9.4. Проектируем дроссель
для чопперного стабилизатора . . . . . . . . . . . . . . 206
9.5. От теории — к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Глава 10. С повышением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
10.1. Устройство бустерной схемы . . . . . . . . . . . . . . . 235
10.2. Расчет параметров элементов
бустерного преобразователя . . . . . . . . . . . . . . . 242
10.3. От теории — к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Глава 11. Ниже нуля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
11.1. Устройство инвертирующей схемы . . . . . . . . . . . . 256
11.2. От теории — к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Глава 12. Корректируем мощность . . . . . . . . . . . . . . . 265
12.1. Что такое коэффициент мощности . . . . . . . . . . . . 265
12.2. Как работает корректор коэффициента мощности . . . 270
12.3. От теории — к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Глава 13. Флайбэк . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
13.1. Так ли важна гальваническая развязка? . . . . . . . . . 284
13.2. Немного о теории однотактных преобразователей . . . 286
13.3. Выбор режима работы флайбэк-конвертора . . . . . . . 293
13.4. Защита силового транзистора
от потенциального пробоя . . . . . . . . . . . . . . . . 296
13.5. Флайбэк за несколько минут. . . . . . . . . . . . . . . . 299
13.6. От теории — к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Глава 14. Несколько трудных вопросов. . . . . . . . . . . . 323
14.1. Немного о конденсаторах для силовой техники. . . . . 323
14.2. Измеряем токи большой величины . . . . . . . . . . . . 330
14.3. Плавающее управление силовыми ключами. . . . . . . 332
Глава 15. Электронный Тянитолкай . . . . . . . . . . . . . . 342
15.1. Когда применяются двухтактные схемы . . . . . . . . . 343
15.2. Двухфазная схема типа push-pull . . . . . . . . . . . . . 343
15.3. Полумостовая (half-bridge)
и мостовая (full bridge) схемы . . . . . . . . . . . . . . . 351
15.4. От теории — к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Глава 16. Балласт, с которым не утонуть . . . . . . . . . . 368
16.1. Немного о работе люминесцентных ламп . . . . . . . . 368
16.2. Как работает электронный балласт . . . . . . . . . . . . 371
16.3. Балласт — за несколько минут. . . . . . . . . . . . . . . 376
16.4. От теории — к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Глава 17. Так ли прост сварочный аппарат? . . . . . . . . 388
17.1. Сварочный аппарат—все ли так просто, как кажется?. . 388
17.2. Продолжение темы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Глава 18. Экскурсия к профессионалам . . . . . . . . . . . 401
18.1. Как работают «профи» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . 411