Физика и схемотехника источников электропитания радиотехнических устройств. 2-е изд., перераб. и доп.
- ISBN
- 978-5-9729-3136-1
- Кол-во страниц
- 388
- Формат
- 148х210
- Переплет
- Твердый; Полноцвет
- Год
- 2026 Библиографическая запись
Б66 Физика и схемотехника источников электропитания радиотехнических устройств : учебник / В. К. Битюков, Д. С. Симачков, В. П. Бабенко. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2026. – 388 с. : ил., табл.
Рассмотрены физика и схемотехника построения и функционирования современных источников электропитания радиотехнических устройств, включающих выпрямительные устройства, параметрические, линейные и импульсные стабилизаторы напряжения и тока, инверторы тока и напряжения и преобразователи постоянного тока, в том числе понижающе-повышающие DC/DC преобразователи с униполярным и биполярным выходом. Значительное внимание уделено современной элементной базе устройств электропитания, формированию у читателя метрологической культуры и методических навыков, а также умений экспериментального, аналитического и метрологического исследования основных характеристик и параметров устройств электропитания. Изложение материала учебника построено так, чтобы у читателя уже на студенческой скамье формировался профессиональный подход к разработке радиотехнических устройств, работающих в составе соответствующих наукоемких технических систем и комплексов. Для студентов, обучающихся по направлениям бакалавриата (11.03.01 «Радиотехника», 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств»), магистратуры (11.04.01 «Радиотехника»), а также по специальности специалитета (11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы»), для углубленного изучения дисциплины «Схемотехника электронных устройств». Будет полезен студентам других технических и инженерно-физических направлений и специальностей при изучении дисциплин «Источники вторичного электропитания», «Физические основы преобразовательной техники», «Промышленная электроника», «Аналоговая схемотехника» и других.
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ 8
1.1. Структурная схема источников электропитания радиотехнических устройств 8
1.2. Методы уменьшения массогабаритных параметров источников электропитания радиотехнических устройств 12
1.3. Характеристики и параметры источников электропитания радиотехнических устройств 21
1.3.1. Нагрузочная характеристика и динамическое сопротивление 22
1.3.2. Передаточная характеристика стабилизатора напряжения и его коэффициент стабилизации выходного напряжения по входному напряжению 30
1.3.3. Коэффициенты стабилизации стабилизаторов тока 32
1.3.4. Регулировочная характеристика 34
1.3.5. Энергетические и эксплуатационные параметры 35
1.3.6. Применение метода наименьших квадратов для обработки экспериментальных данных 40
1.3.7. Метрологическая культура представления результатов экспериментальных и вычислительных исследований 48
1.3.8. Расчет систематических погрешностей измерений 49
1.4. Контрольные вопросы 57
ГЛАВА 2. СТАТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОМПОНЕНТЫ 59
2.1. Трансформаторы 59
2.2. Дроссели 69
2.3. Контрольные вопросы 72
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОННАЯ КОМПОНЕНТНАЯ БАЗА 73
3.1. Система обозначений отечественных полупроводниковых приборов 75
3.2. Электронная компонентная база: диоды, тиристоры, стабилитроны и стабисторы 77
3.2.1. Диоды 77
3.2.2. Тиристоры 81
3.2.3. Стабилитроны и стабисторы 84
3.3. Электронная компонентная база: классификация транзисторов 91
3.4. Электронная компонентная база: биполярные транзисторы 97
3.4.1. Физика биполярных транзисторов 97
3.4.2. Типовые схемы включения транзисторов 103
3.4.3. Составные транзисторы 107
3.5. Электронная компонентная база: полевые транзисторы 111
3.5.1. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом 112
3.5.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором и со встроенным каналом 120
3.5.3. Полевые транзисторы с индуцированным каналом 124
3.5.4. Комбинированные биполярно-полевые транзисторы 139
3.5.5. Нитрид-галлиевые и карбид-кремниевые транзисторы 142
3.6. Контрольные вопросы 152
ГЛАВА 4. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 154
4.1. Классификация выпрямительных устройств 154
4.2. Неуправляемые выпрямительные устройства 155
4.2.1. Структурная схема выпрямительного устройства 156
4.2.2. Типовые схемы построения неуправляемых выпрямительных устройств 157
4.3. Управляемые выпрямительные устройства 186
4.3.1. Работа управляемого выпрямительного устройства на резистивную нагрузку 186
4.3.2. Работа управляемого выпрямительного устройства на резистивно-индуктивную нагрузку 192
4.3.3. Управляемые выпрямительные устройства с вольтодобавкой 196
4.4. Пассивные сглаживающие фильтры 202
4.5. Контрольные вопросы 203
ГЛАВА 5. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА 206
5.1. Классификация стабилизаторов напряжения и тока 206
5.2. Физика и схемотехника параметрических стабилизаторов напряжения и тока 208
5.2.1. Параметрические стабилизаторы напряжения постоянного тока, построенные по схеме делителя напряжения 208
5.2.2. Параметрические стабилизаторы тока 214
5.2.3. Параметрические стабилизаторы напряжения постоянного тока, построенные по мостовой схеме 218
5.2.4. Стабилитронные интегральные микросхемы 222
5.3. Контрольные вопросы 223
ГЛАВА 6. КОМПЕНСАЦИОННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА C НЕПРЕРЫВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ 224
6.1. Схемотехника компенсационных стабилизаторов напряжения постоянного тока с непрерывным регулированием 224
6.2. Методы повышения стабильности выходного напряжения линейных стабилизаторов напряжения 230
6.3. Линейные низковольтные стабилизаторы напряжения 235
6.4. Аналитический вывод математических соотношений для определения основных параметров компенсационных стабилизаторов напряжения постоянного тока с непрерывным регулированием 236
6.5. Схемотехника компенсационных стабилизаторов тока с непрерывным регулированием 239
6.6. Пример применения схемотехнических особенностей при построении линейных стабилизаторов напряжения постоянного тока 241
6.7. Защита в компенсационных стабилизаторах напряжения с непрерывным регулированием 244
6.7.1. Защита от превышения выходного напряжения 244
6.7.2. Защита компенсационных стабилизаторов напряжения с непрерывным регулированием от перегрузки по току нагрузки 248
6.8. Интегральные стабилизаторы с непрерывным регулированием 252
6.9. Практическая схема линейного стабилизатора напряжения постоянного тока 259
6.10. Контрольные вопросы 260
ГЛАВА 7. ИНВЕРТОРЫ 263
7.1. Силовая часть инверторов 264
7.2. Автономные инверторы с самовозбуждением 269
7.2.1. Принцип действия 270
7.2.2. Вывод формулы для определения частоты коммутации 275
7.2.3. Запускающие цепочки 277
7.3. Автономные инверторы 281
7.3.1. Автономные инверторы тока 281
7.3.2. Автономные инверторы напряжения 285
7.4. Контрольные вопросы 288
ГЛАВА 8. ИМПУЛЬСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 290
8.1. Преобразователи постоянного тока с гальванической развязкой входа и выхода 292
8.1.1. Прямоходовые DC/DC преобразователи 293
8.1.2. Обратноходовые DC/DC преобразователи 300
8.2. Преобразователи постоянного тока без гальванической развязки входа и выхода 307
8.2.1. КСН с ИР, силовая часть которого построена по схеме понижающего типа 310
8.2.2. КСН с ИР, силовая часть которого построена по схеме повышающего типа 321
8.2.3. КСН с ИР, силовая часть которого построена по схеме полярно-инвертирующего типа 323
8.2.4. Практические схемы импульсных стабилизаторов напряжения постоянного тока 332
8.3. DC/DC преобразователи понижающе-повышающего типа 338
8.3.1. DC/DC преобразователи, построенные по топологии SEPIC 338
8.3.2. DC/DC преобразователи, построенные по топологии Zeta 340
8.3.3. DC/DC преобразователи, построенные по топологии Сuсk 343
8.3.4. DC/DC преобразователи, построенные по топологии Shepparda-Taylora 345
8.4. DC/DC преобразователи с биполярным выходом понижающе-повышающего типа, построенные по топологии SEPIC/CUCK 347
8.5. DC/DC преобразователи понижающе-повышающего типа с биполярным выходом, построенные по топологии ZETA/CUCK 351
8.6. Асинхронные понижающе-повышающие DC/DC преобразователи с одной индуктивностью 356
8.7. DC/DC преобразователи понижающе-повышающего типа, построенные по топологии с накачкой заряда 362
8.8. Контрольные вопросы 372
ГЛАВА 9. СЕТЕВОЙ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ 374
9.1. Принципиальная электрическая схема бестрансформаторного источника электропитания, использующего энергию промышленной сети переменного тока 374
9.2. Контрольные вопросы 378
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 380
ЛИТЕРАТУРА 382
