В книге приведено самое полное описание устройств на полевых транзисторах. Особое внимание уделено новым классам этих приборов - мощным полевым транзисторам различного типа, IGBT и интегральным микросхемам на их основе. Даны основы теории, расчета и описание работы самых различных схем на полевых транзисторах: ключей, электронных регуляторов, импульсных и резонансных источников электропитания, высокоскоростных импульсных устройств, формирователей мощных импульсов, усилителей и генераторов различных частот.
Наиболее стабильным является выходное напряжение . Высокочастотный источник питания с частотой преобразования . Для управления полевыми транзисторами использована ИМС . Выходная мощность этого источника . Для уменьшения динамических потерь в схему цепи управления введены двухтактные эмиттерные повторители. Источник имеет следующие параметры. Практические схемы источников питания О . Высокочастотный источник питания Рис. Практические схемы источников питания . Источник питания с выходным напряжением разной полярности . В этой схеме предусмотрен . Резонансные преобразователи напряжения Из основных задач улучшения энергетических показателей преобразовательных устройств можно выделить следующие. Однако увеличение частоты переключения в преобразователях с близкой к прямоугольной формой токов и напряжений приводит к росту динамических потерь, обусловленных рассеиванием энергии, запасенной в паразитных емкостях и индуктивностях на ключах. Существенным недостатком преобразователей с импульсным регулированием является высокий уровень импульсных помех. Допустим, что помеха обусловлена наводкой через емкость связи Ссв на цепь с сопротивлением Ыд. Тогда фронты импульсов с выхода ключа амплитудой . Практические схемы источников питания Если принять, что фронт импульса на выходе ключа линейный и имеет длительность . Даже тщательный монтаж, экранировка и применение ВЧ. В связи с этим с начала . В преобразователях с резонансным . Кроме того, силовые ключи переключают либо при нулевом токе, либо при нулевом напряжении, что уменьшает электрические перегрузки элементов преобразователя. Регулировка выходного напряжения в резонансных преобразователях осуществляется изменением частоты. Наибольшее распространение получили преобразователи с последовательным . Этим преобразователям свойственны естественное ограничение тока и возможность их параллельной работы на общую нагрузку. Принцип работы резонансного преобразователя рассмотрим на примере понижающего преобразователя с последовательным резонансным контуром . Считаем ключи идеальными, ток нагрузки . К моменту включения транзистора напряжение на конденсаторе СР и ток . его изменение описывается следующим выражением. Однополупериодный преобразователь . Практические схемы источников питания . В следующем интервале начинается резонансный заряд конденсатора СР током . В момент времени . Длительность открытого состояния транзистора . без потерь в момент . В схеме простейшего прямоходового резонансного преобразователя . В этой схеме транзистор и диод включаются одновременно. Транзистор — за счет управляющего напряжения . Прямоходовой тоР выходного фильтра . Пример построения резонансного преобразователя с параллельным . Резонансный контур образован индуктивностью . Нагрузкой контура является умножитель напряжения. Прямоходовой резонансный преобразователь Результаты приведены для параметров схемы Ск . Практические схемы источников питания . На вход инвертора поступает сигнал . Для стабилизации выходного напряжения в резонансных инверторах применяется предварительное регулирование питающего напряжения при неизменной частоте преобразования. Это облегчает оптимизацию преобразователя на заданной частоте. В схеме такого преобразователя . Резонансный контур образуют вторичная обмотка трансформатора и конденсатор Ск емкостью . . Резонансный преобразователь с параллельным . Резонансный преобразователь с умножением напряже. Практические схемы источников питания Рис. Полумостовой преобразователь напряжения . Для мощностей нагрузки в сотни ватт получили распространение полумостовые схемы . Этот ток равен сумме тока в первичной обмотке трансформатора и зарядного тока конденсатора С. Через интервал времени, который определяется резонансной частотой контура . Значение выходного напряжения зависит от частоты коммутации и добротности контура . Такие характеристики определяют две рабочие области. В общем, работа на частотах ниже резонансной дает возможность коммутировать транзисторы при нулевом токе, а на частотах выше резонансной — при нулевом напряжении. Переключение при нулевом токе или нулевом напряжении — основное достоинство резонансных преобразователей. Однако амплитудное и действующее значения протекающего тока или приложенного к ключу напряжения у них больше, чем в преобразователе с прямоугольной формой тока и напряжения. В стабилизирующем источнике электропитания . Цепь обратной связи содержит дифференциальный усилитель . Практические схемы источников питания Рис. Стабилизирующий сетевой резонансный источник электропитания При включении источника в сеть заряжается конденсатор С. Источник имеет следующие параметры. С дополнительной обмотки Т. Относительно высокая нестабильность по дополнительному каналу объясняется тем, что обратная связь осуществлялась по выходу . Наибольшие выходные мощности получают в мостовых схемах. Пример построения резонансного инвертора тока мощностью . В качестве силовых ключей в схеме используются СИТ. В состав силовой схемы . Силовая схема инвертора выполнена по мостовой схеме, в каждом плече которой по три параллельно включенных СИТтранзистора . Схема формирователей импульсов управляющего тока СИТтранзистора . Практические схемы источников питания . Резонансный инвертор тока . Система управления ключами инвертора тока ников трансформаторов. Современные исследования в области резонансных источников электропитания сосредоточены на разработке преобразователей, работающих в области частот преобразования единицы — десятки мегагерц. Разработанные в настоящее время источники электропитания работают на частотах . Серийно выпускаются резонансные модули питания типа МПК. Практические схемы источников питания Таблица . Характеристики модификаций модулей питания МПК. Входное напряжение через фильтр . При достижении напряжения на С. От ЗГ на вход ШИМ подается напряжение прямоугольной формы. ШИМ изменяет коэффициент заполнения импульсов .