Поликарпов А. Г., Сергиенко Е. Ф.
Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА
Рецензент кандидат технических наук Ю. К. Захаров
Редакция литературы по конструированию и технологии производства радиоэлектронной аппаратуры
Поликарпов А. Г., Сергиенко Е. Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА. - М.: Радио и связь, 1989.— 160 с.
В книге рассматриваются оригинальные схемотехнические решения однотактных преобразователей напряжения, улучшение показателей которых обусловлено как формированием специальной формы напряжения, поступающего на вход Г-образного LC-фильтра, так и применением магнитно-связанных элементов.
Дана развёрнутая классификация существующих типов однократных преобразователей напряжения по различным признакам с указанием предпочтительных областей применения.
Для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и эксплуатацией устройств электропитания.
Производственное издание
Заведующий редакцией П. И. Никонов
Редактор И. В. Ефимова
Художественный редактор А. С. Широков
Технический редактор З. Н. Ратникова
Корректор 3. Г. Галушкина
© Издательство «Радио и связь», 1989
Содержание книги
Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА
Предисловие
Глава первая. Импульсные регуляторы постоянного напряжения безгальванического разделения входных и выходных цепей
1.1. Классификация основных типов импульсных регуляторов
1.2. Регуляторы с ограниченным накоплением энергии в реактивных элементах
1.3. Регуляторы с неограниченным накоплением энергии в реактивных
1.4. Связь реальных и идеальных характеристик регуляторов
Глава вторая. Импульсные регуляторы постоянного напряжения с гальваническим разделением входных и выходных цепей
2.1. Регулятор с дроссельным разделением
2.2. Регуляторы с конденсаторным разделением входных и выходных цепей
Глава третья. Однотактные преобразователи напряжения
3.1. Краткая характеристика и области применения однотактиых преобразователей напряжения
3.2. Основные уравнения работы преобразователей
3.3. Однотактный преобразователь напряжения с передачей энергии в импульсе
3.4. Однотактный преобразователь с передачей энергии в паузе
3.5. Однотактные преобразователи напряжения с передачей энергии в импульсе и паузе
3.6. Магнитно-связанные однотактные преобразователи напряжения
3.7. Высоковольтные однотактиые преобразователи напряжения
Глава четвертая. Компенсационно-параметрические импульсные стабилизаторы постоянного напряжения
4.1. Общие принципы построения импульсных стабилизаторов
4.2. Стабилизированные регуляторы напряжения I типа
4.3. Стабилизированные регуляторы напряжения II типа
4.4. Стабилизированный регулятор напряжения III типа
Глава пятая. Практические схемы источников вторичного электропитания цифровых систем
5.1. Источник вторичного электропитания дли автономных устройств РЭА
5.2. Источник вторичного электропитания стационарной РЭА
5.3. Маломощный высокочастотный источник вторичного электропитания
5.4. Высокочастотный стабилизированный источник вторичвого электропитания с двуполярным выходом
Заключение
Список литературы
Предисловие
Источники вторичного электропитания (ИВЭП) во многом определяют надежностные и массогабарнтные показатели радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), неотъемлемой составной частью которой они являются. Стремление к улучшению этих показателей обусловило преимущественное распространение ИВЭП с импульсными способами преобразования энергии первичных источников питания.
При современном состоянии развития элементной базы улучшение удельных характеристик ИВЭП связано, в основном, с уменьшением массообъемных показателей реактивных элементов: дросселей, трансформаторов, конденсаторов. Перспективным путем в этом направлении является использование магнитно-связанных элементов [5, 23], т. е. элементов, обмотки которых, расположенные конструктивно на одном магнитопроводе, имеют различное функциональное назначение. Начало этим работам было положено в нашей стране в середине 70-х годов [8]. Вторым перспективным способом уменьшения массообъемных показателей яиляется разработка схемотехнических решений, позволяющих снизить глубину модуляции сигналов, поступающих на сглаживающие фильтры [16].
Среди различных структурных построений ИВЭП с импульсным способом регулирования наиболее широко используются два. Первое из них образуется последовательным соединением импульсного регулятора постоянного напряжения (РН) и нерегулируемого преобразователя напряжения (ПН): РН осуществляет функции регулирования и при необходимости стабилизации выходного напряжения; ПН — функции гальванического разделения входных и выходных цепей, размножения и изменения уровня выходных напряжений с помощью трансформатора.
Вторым способом структурного построения является применение регулируемых ПН, в которых названные выше функции совмещены. Неотъемлемой составной частью такнч ПН служат элементы импульсных регуляторов напряжения, определенным образом включаемые на входе или выходе ПН. Поэтому способы совершенствования регуляторов напряжения, в том числе и традиционных, заслуживают самостоятельного рассмотрения и могут быть распространены с незначительными изменениями на регулируемые ПН.
На практике при построении ИВЭП широко применяют как двухтактные ПН, так и однотактные преобразователи напряжения (ОПН). Имеющиеся отечественные [13] и зарубежные [12] данные свидетельствуют о том, что в уровнях мощностей и напряжений, характерных для устройств электропитания современной РЭА, ОПН не уступают двухтактным преобразователям и имеют известные преимущества.
Детальный анализ работы импульсных регуляторов и преобразователей ввиду сложности процессов, происходящих в них, невозможен без применения специального математического аппарата и численных методов расчета с привлечением вычислительной техники. Однако высокий КПД этих устройств дает возможность использовать ряд упрощающих допущений, позволяюших описать в установившемся режиме их работу в первом приближении с помощью кусочно-линейных дифференциальных уравнений первого порядка. Подобная методика анализа позволяет подчеркнуть сущность основных физических процессов, определяющих работу регуляторов и преобразователей, и дает результаты, хорошо согласующиеся с практикой.
На основании сравнения характеристик широко известных [1] регуляторов напряжения с гальванической связью между входом и выходом в книге выделены схемы двух базовых РН, с помощью которых могут быть получены характеристики других типов РН и дан краткий анализ их работы. Этот анализ предваряет рассмотрение базовых РН с магнитно-связанными элементами, позволяющими получить в РН новые качества: существенное уменьшение пульсаций токов в обмотках индуктивных элементов и, следовательно, пульсаций напряжений на выходе РН и на зажимах входного источника питания. При заданных требованиях к амплитудам пульсаций применение магнитно-связанных элементов обеспечивает снижение массо-габарнтных показателей реактивных элементов.
В книге рассматриваются оригинальные схемотехнические решения однотактных преобразователей напряжения, улучшение показателей которых обусловлено как формированием специальной формы напряжения, поступающего на вход Г-образного Z-C-фильтра, так и применением магнитно-связанных элементов.
Важное значение при разработке ИВЭП имеет также организация управления силовой частью. В ИВЭП импульсного действия существенный выигрыш по стабильности, устойчивости работы и динамическим характеристикам дает использование компенсационно-параметрического способа управления [28, 34, 38].
Предлагаемая читателю книга является обобщением работ, выполненных авторами на кафедре промышленной электроники Московского энергетического института.
Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА. Москва: Радио и связь, 1989
|
