автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Транзисторные преобразователи напряжения малой мощности для питания аппаратуры промышленного и бытового назначения

ОАО "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов имени М.А. Карцева"

Нл правах рукописи УДК 681.324.021 (023):621.311.681.32

Иванова Ольга Владиславовна

ТРАНЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ ПИТАНИЯ АППАРАТУРЫ ПРОМЫШЛЕННОГО И БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

Специальность 05 .13.05 - Элементы и устройства вычислительной

техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москва 1999

Работа выполнена в ОАО "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов имени М.А. Карцева" (г. Москва)

Научный руководитель -

доктор технических наук, старший научный сотрудник Колосов В.А.

Официальные оппоненты - доктор технических наук

Кадель В. И.

кандидат технических наук Гаврилин Н.И.

Ведущее иредприягие - Радиотехническая академия, г. Рязань.

Защита состоится "_"___1999 года в _ часов на

заседании диссертационного совета Инстит>'1.з электронных управляющих машин (ИНЭУМ) по адресу; 117812, г. Москва, ул. Вавилова, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "_"_1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета: кандидат технических наук, доцент Красовский В.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.

Современная радиоэлектронная аппаратура промышленного и бытового назначения предъявляет высокие требования к качеству потребляемой ею электроэнергии, что заставляет искать новые подходы для решения данной проблемы. Поэтому одним из важных вопросов, решаемых параллельно с развитием радиоэлектроники, является вопрос совершенствования преобразовательной техники, в частности, систем вторичного электропитания, осуществляющих необходимые изменения электрической энергии, обеспечивая при этом высокие показатели ее качества (требуемое значение питающих напряжений постоянного или переменного тока, необходимую стабильность питающих напряжений, эффективное подавление пульсаций во вторичных питающих цепях постоянного тока, коэффициент гармоник и т.д.) в условиях ужесточающихся дестабилизирующих факторов. Это достигается новыми схемотехническими решениями, а также подбором элементной базы.

Не менее важной задачей является улучшение массогабаритных показателей изделий радиоэлектронной техники. Это достигается путем конструктивного и технологического совершенствования устройств.

Дефицит электроэнергии, развитие переносных и стационарных автономных объектов различного назначения, удаленных от промышленных энергетических систем и снабженных автономными первичными источниками питания (например, аккумуляторными или солнечными батареями), также вызывает потребность в дальнейшем развитии и совершенствовании систем вторичного электропитания.

Таким образом, несмотря на сравнительно большое количество публикаций, данная проблема остается актуальной.

Цель работы: совершенствование вопросов проектирования транзисторных преобразователей напряжения (ТПН) малой мощности с высокими эксплуатационными характеристиками при работе на активно-индуктивную нагрузку для аппаратуры промышленного и бытового назначения, их экспериментальное исследование и практическое внедрение.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- анализ современной элементной базы ТПН;

- разработка методики расчета элементов ТПН, направленной на минимизацию объема изделия;

- анализ процессов переключения силового транзистора при его работе на активно-индуктивную нагрузку;

- анализ принципов построения защит от импульсных высоковольтных перенапряжений в сетях постоянного и переменного токов.

исследование и разработка новых схемотехнических и конструкторско-технологических решений, позволяющих повысить эффективность систем вторичного электропитания;

- экспериментальные исследования разработанных автором или при его участии преобразователей напряжения, обладающих улучшенными эксплуатационными харакгеристиками, их практическое внедрение в составе различных промышленных изделий.

Методы исследования - аналитические методы расчетов теории электрических и магнитных цепей, с учетом основ теории полупроводниковых приборов; практические расчеты, выполненные на современных ПЭВМ. Проверка основных теоретических положений проводилась с помощью экспериментальных исследований макетных, опытных и промышленных (серийных) образцов новых преобразователей.

Научная новизна представлена:

1. Новыми схемотехническими решениями при проектировании

транзисторных преобразователей напряжения для вибрационных, акустических и газоразрядных маломощных устройств, направленными на повышение показателей надежности и показателей качества электроэнергии.

2. Анализом процессов переключения силового транзистора при его работе на различные нагрузки индуктивно-активного каскада, с выдачей рекомендаций по установке шунтирующих конденсаторов.

3. Алгоритмом расчета ГС- фильтра, направленным на минимизацию объема фильтра при заданном уровне периодических пульсаций и выбросов выходного напряжения в условиях импульсных изменений тока нагрузки.

4. Методикой расчета площади теплоотводящих поверхностей при установке параллельно соединенных радиоэлементов, позволяющей минимизировать объем радиоаппаратуры и определить оптимальное число параллельно включенных радиоэлементов.

5. Новыми схемотехническими решениями при разработке устройств подавления высокочастотных высоковольтных помех в сетях постоянного и переменного тока, построенных на основе полупроводниковых ограничителей напряжения.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

1. Разработанные автором и при его участии транзисторные преобразователи напряжения, в которых нашли реализацию

основные'научные результаты настоящей диссертационной работы, позволяют:

- обеспечить высокие эксплуатационные характеристики, повысить надежность, уменьшить габариты и массу, уменьшить энергопотребление;

- сократить сроки разработки устройств питания и их внедрение в серийное производство, уменьшить их стоимость и общую стоимость изделий;

- повысить технологичность аппаратуры посредством рационального конструирования и использования новых схемотехнических решений.

2. Разработанные транзисторные преобразователи напряжения используются в устройствах питания бытовой и промышленной радиоэлектронной аппаратуры: вибрационных насосах для систем водоснабжения при работе от источников электроэнергии постоянного тока, миниатюрных акустических устройствах для стирки, установках для обеззараживания воздуха, осветительных устройствах.

3. Разработанные устройства подавления сетевых помех применяются в бортовой сети автомобилей для защиты радиоэлектронной аппаратуры, а также для защиты электронной вычислительной техники от кратковременных высоковольтных импульсов в сетях переменного и постоянного токов.

4. Результаты диссертационной работы используются на предприятиях: ОАО "ВТ и ПЭ" (г. Москва), ЗАО 'Технолвдер" (г.Рязань), , ЗАО "Русант-Солар" (г. Рязань), ЗАО ОКБ завода "Красное знамя" (г. Рязань), Рязанский военный автомобильный институт.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты обзора элементной базы для транзисторных преобразователей напряжения (ТПН), позволяющие сделать вывод об уровне качества современных отечественных элементов, обеспечивающих проектирование высококачественных ТПН малой мощности для питания аппаратуры промышленного и бытового назначения.

2. Новые схемотехнические решения в предложенных ТПН, анализ процессов переключения силовых транзисторов, алгоритм расчета ЬС - фильтра, методику расчета площади теплоотводящих поверхностей, повышающие показатели надежности изделий, расширяющие возможности ее применения..

3. Разработанные устройства подавления сетевых помех, построенные на основе полупроводниковых ограничителей напряжения, типов "ЗА" и "ФИОН", исключающие высокие уровни высокочастотных помех из сетей постоянного и переменного токов.

4. Конструкторско-технолотческие решения, принятые при разработке устройств, включающих в свой состав новые ТПН, обеспечивающие высокую технологичность, требования по электробезопасности и электромагнитной совместимости.

Достоверность_научных_результатов подтверждена

экспериментальными исследованиями макетных, опытных и промышленных (серийных) образцов преобразователей напряжения, а также опытом эксплуатации преобразователей в составе изделий различного назначения.

Публикации и апробация работы.

Материалы работы вошли в 11 научных трудов, в том числе 4 статьи и 4 учебных пособия. Подано 3 заявления о выдаче патента РФ, на 1 получено положительное решение, еще 2 находятся в рассмотрении (1 на изобретение и 1 на полезную модель).

Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской Научно-технической конференции "Устройства и системы энергетической электроники", Москва, 1998 г. -УСЭЭ-98 и на XXIX научно-методической конференции РВАИ, Рязань, 1999г.

Структура и объем работы.

Диссертационная раб.) га состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения, включающего в себя Акты о внедрении и Сертификаты на изделия, разработанные и внедренные к промышленное производство при участии автора..

Содержит 121 страницу основного машинописного текста, 62 рисунка, 8 таблиц, список литературных источников из 84 наименований и 7 страниц приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, поставлена цель и сформулированы задачи теоретических и экспериментальных исследований, позволивших обеспечить улучшение массогабаритных и надежностных показателей, снижение стоимости изделий за счет применения современной отечественной элементной базы, новых схемотехнических решений и рациональных способов конструирования. Изложены основные научные и практические результаты, полученные в работе, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ современной элементной базы транзисторных преобразователей напряжения (ТПН) малой мощности с точки зрения создания устройств с улучшенными показателями.

Вся элементная база современных ТПН разделена на группы: силовые транзисторы, силовые диоды, ограничители напряжения, конденсаторы, трансформаторы и дроссели, схемы защиты и управления. Внутри каждой группы отмечены особенности различных элементов, даны рекомендации по их применению в схемах ТПН.

Сравнительный анализ биполярных и полевых транзисторов показал, что применение мощных полевых транзисторов в высокочастотных инверторах позволяет значительно упростить схему, снизить потери мощности, уменьшить затраты на разработку, изготовление, наладку и ремонт аппаратуры. Отдельную группу занимают модули ЮВТ, которые реализуют идею совмещения биполярных и МДП - транзисторов и являются перспективными приборами для применения в ТПН.

При анализе силовых диодов, применяемых в преобразователях напряжения, сделан вывод, что диоды Шоттки наиболее пригодны для преобразователей с выходными напряжениями 3...12 В при токах нагрузки 10 А и более.

Рассматривая вопрос предотвращения импульсных перегрузок по напряжению, показана необходимость применения ограничителей напряжения различных классов: газоразрядные (разрядники) и полупроводниковые (полупроводниковые ограничители напряжения, металлооксидные варисторы и полупроводниковые приборы общего применения). Наличие у полупроводниковых ограничителей напряжения высокой нелинейности вольтамперной характеристики, значительное сопротивление в непроводящем состоянии, высокое быстродействие, определяют их преимущества по сравнению с разрядниками, варисторами и полупроводниковыми приборами общего применения. Правильность выбора и применения полупроводниковых ограничителей напряжения является одним из важнейших условий, обеспечивающих требуемые технические характеристики аппаратуры н ее надежность [1,2].

Проанализированы основные требования к конденсаторам в схемах преобразователей напряжения. В соответствии с этими требованиями отмечено, что наибольшее применение в схемах преобразователей оправданно находят алюминиевые электролитические конденсаторы типа К50 и оксидно-полупроводниковые конденсаюры типа К53.

Рассмотрен вопрос выбора материалов для мапштопроводов трансформаторов и дросселей, работающих в диапазоне частот от десятков до сотен кГц. Отмечено, что наиболее подходящим материалом являются магнитомягкие ферриты. Для использования в сильных магнитных полях имеется перспективная группа ферритов из материала марки 2500НМС.

Затронут вопрос минимизации объемных показателей путем создания плоских электромагнитных компонентой, высотой, сравнимой с высотами корпусов полупроводниковых силовых элементов.

Отмечены возможности применения силовых микросборок и силовых интегральных схем в схемах транзисторных преобразователей напряжения. Основное назначение интеллектуальных силовых интегральных схем (ИСИС) - осуществление связи между управляющими маломощными цифровыми или аналоговыми сигналами и мощной нагрузкой. Применение их дает прежде всего снижение массы и габаритов оборудования, трудоемкости его изготовления, повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей.

Рассмотрены достижения последних лет по разработке и выпуску отечественной элементной базы. Отмечено, что в настоящее время отечественная промышленность освоила выпуск значительного количество новых элементов энергетической электроники. Расширилась номенклатура МДП транзисторов и диодов Шоттки, а также оксидно-п' ;> проводниковых конденсаторов высокой удельной емкости, новых ферритов. Особое место занимает выпуск интегральных микросхем новейших классов, которые позволяют создать принципиально новые источники питания для применения в современной аппаратуре.

Сделаны выводы о возможности применения отечественной элементной базы и обеспечения высокого качества транзисторных преобразователей напряжения на ее основе.

Во второй главе рассматриваются требования, предъявляемые к транзисторным преобразователям напряжения, формулируются задачи, решаемые при проектировании электрических схем [3].

Выполнен обзор трех способов построения типовых электрических схем полупроводниковых преобразователей напряжения, отмечены их особенности, достоинства и недостатки. Дана характеристика однотактных схем преобразователей, как наиболее простых, дешевых, надежных и распространенных для техники, рассматриваемого класса.

Изложены результаты практических разработок транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для питания аппаратуры

промышленного и бытового назначения, выполненных автором или при его участии.

1. Преобразователь напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения при работе от источников постоянного тока.

Решена задача получения переменных напряжений промышленной частоты из постоянных напряжений нетрадиционных источников питания. Разработана схема ТПН для питания вибрационных насосов, типа "Малыш", систем водоснабжения при работе от солнечной или аккумуляторной батарей. Получено простое схемотехническое решение силовой части преобразователя, применено минимально возможное число силовых полупроводниковых элементов, осуществлена возможность простого регулирования и стабилизации напряжения на нагрузке [8].

В известных системах солнечная батарея заряжает аккумуляторную батарею, к которой подключается преобразователь. Основной недостаток такой системы - наличие дорогого аккумулятора, который требует устройства заряда, контроля разряда, имеет значительную массу, кроме того КПД аккумуляторной батареи не превышает 0,7.

Блок-схема разработанного устройства представлена на рисунке 1.

10-21 В &-

Чф

300В

Ьгп

Рисунок 1

+ Формирова

Конвертор 300 В тель Насос

- импульсов

При разработке учитывались следующие требования:

1. Диапазон входных напряжений на преобразователь от 10 до 21 В.

2. В схеме должен бьпъ предусмотрен ограничитель входного тока, вносящий наименьшие потери энергии.

3. Должна быть обеспечена защита от короткого замыкания в цепи нагрузки.

4. Необходимо иметь возможность регулирования производительности вибрационного насоса в зависимости от изменения мощности солнечной инсоляции путем изменения частоты питающих импульсов.

5. Преобразователь должен работать непосредственно от солнечной батареи без буферной аккумуляторной батареи с целью получения

выигрыша в стоимости системы, массогабаритных показателях и КПД.

б. Для обеспечения универсальности устройства преобразователь должен иметь возможность переключения в режим работы от аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 12 В.

При проектировании принят модульный принцип построения электрической схемы. Преобразователь состоит из;

повышающего транзисторного инвертора, преобразующего постоянное напряжение источника питания в переменное напряжение, амплитудой около 300 В;

- выпрямителя и фильтра;

- формирователя импульсов, обеспечивающего стабильность работы системы при изменении (недостаточное! и) тока солнечной батареи. Для обеспечения безотказной работы силовых ключей инвертора, при

запуске устройства или коротком замыкании на выходе инвертора осуществляется ограничение тока (защита по току).

Для обеспечения отбора максимальной мощности от солнечной батареи в схеме предусмотрено устройство, поддерживающее напряжение питания на уровне оптимального напряжения солнечной батареи. При включении питания от аккумуляторной батареи, устройство стабилизации входного напряжения отключается. Предусмотрено устройство защиты от повышения входного напряжения.

Напряжение с выхода конвертора (приблизительно 300 В) подается на формирователь импульсов, состоящий из двух ждущих мультивибраторов, полумостового каскада и схемы защиты от короткого замыкания.

При работе 01 солнечной батареи для обеспечения максимального КПД формируется оптимальная частота преобразования, на которой работает повышающий конвертор. Предусмотрено устройство стабилизации входного напряжения для обеспечения максимального отбора мощности от солнечной батареи.

Проведены исследования рабочих параметров опытных образцов при подключении к разным источникам первичного питания (солнечной и аккумуляторной батареям).

Кривые, иллюстрирующие изменение КПД от напряжения питания показаны на рисунке 2,

Изменение производительности насоса в зависимости от потребляемой мощности при подключении к солнечной батарее показано на рисунке 3. Измерения проведены при напряжении на выходе солнечной батареи 16 В, при высоте подъема воды 10 м.

0,7__;_____

10 12 14 16 18 20 ип,В

- при питании от солнечной батареи

- при питании от аккумулятора.

л/час

Рисунок 2

10 30 50 70 90 110 130 150 170 р^ Вт

Рисунок 3

Необходимо отметить следующие . достоинства предлагаемого схемотехнического решения:

1) при работе от солнечной батареи преобразователь потребляет максимально возможную мощность, т.к. напряжение солнечной батареи стабилизируется на уровне максимальной мощности;

2) насос использует практически всю энергию, которую вырабатывает солнечная батарея. Частота импульсов "качания" воды зависит от освещенности, т.е. насос начинает работать, когда имеется минимально необходимое солнечное излучение.

При работе транзисторных преобразователей напряжения на активно -индуктивную нагрузку, примером которой является разработанная схема, особенно важно повысить надежность работы силовых транзисторов в преобразователе.

Повышение надежности каскада, состоящего из силового транзисторного ключа и замыкающего диода, наиболее эффективно

достигается при использовании в силовои цепи каскада дополнительных

реактивных элеметтт.

Для уменьшения динамических потерь при запирании транзистора параллельно нагрузке или — транзистору включается шунтирующий конденсатор.

При линейной аппроксимации тока переключения транзистора мгновенная мощность, рассеиваемая в транзисторе в течение времени

выключения, определяется формулой

( '

= 1нипш,{1 - -— I ~Г~ т (1)

^ еыхи' шхл

где № — СС, С Ур -- I н t ым < 2 £/ пит

С кр соответствует величине, при которой время ее заряда от нуля до напряжения питания равно времени выключения транзистора.

Для обеспечения минимального объема преобразователя, включающего фильтр, выполненный на стандартных конденсаторах и на дросселе, проектируемом на базе унифицированных магнитопроводов, разработан алгоритм расчета выходного однозвенного ЬС- фильтра (рисунок 4).

Основным критерием выбора параметров ЬС- фильтра, как известно, является обеспечение заданной амплитуды пульсации на нагрузке:

<2-1

т г = —=--(21

где <2 - скважность импульса;

К„ - коэффициент пульсации.

/- частота пульсаций.

Следующим условием выбора элементов фильтра является обеспечение непрерывности тока в дросселе фильтра:

(0-1)Кн

где К н - сопротивление нагрузки.

Кроме того, часто на практике требуется обеспечение необходимой динамической реакции фильтра на импульсное изменение тока нагрузки.

где 11н - напряжение нагрузки;

Рисунок 4 Алгоритм расчета ЬС-фильтра минимального объема

Ку - коэффициент усиления ТПН при разомкнутой цепи обратной связи; Ли „„ , Ли дт - соответственно амплитудные значения пульсаций с частотой/и от динамического изменения тока нагрузки Л1 яд ■

Известно, что при некоторой оптимальной частоте преобразования объем фильтра может быть минимальным. Учитывая это обстоятельство, а также блочную организацию общею алгоритма, разработан алгоритм расчета IX' -фильтра как самостоятельная подпрограмма (рисунок 4).

На основании указанных расчетов осуществлялся подбор параметров 1.С -фильтра и разрабатывалась непосредственно конструкция изделия.

2. Транзисторный преобразователь напряжения, применяемый в системах питания ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции

В данной разработке решалась задача создания универсального портативного, надежного, экономичного источника питания с широким диапазоном входных напряжений, с возможностью работы как от источника постоянного тока с напряжением от 10 до 20В, так и от сета переменного тока напряжением от 12 до 250В [9].

Ультразвуковое устройство для стирки, чистки и дезинфекции содержит генератор электрических колебаний, вход которого соединен с источником питания, а выход - с загерметизированным акустическим излучателем, включающим пьезокерамический элемент. При разработке схемы источника питания была предусмотрена возможность подключения к низковольтному источнику постоянного тока, в точ« числе бортовой сети автомобиля, аккумулятору или солнечной батарее, через клеммы для подключения к сети переменного тока.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на рисунке 5а. Ультразвуковое устройство состоит из: генератора электрических колебаний, источника питания и акустического излучателя.

Функциональная схема источника питания представлена на рисунке 56. Источник питания состоит из индуктивно-емкостного фильтра, выпрямителя, стабилизатора тока, а также двух ключей, один из которых выполнен на высоковольтном МДП транзисторе.

В процессе освоения серийного выпуска изделия производились испытания промышленных образцов. Измерения выполнялись при питании устройства от источника постоянного тока и от сети переменного тока, частотой 50 Гц.

Кривые, иллюстрирующие изменение напряжения на накопительной емкости Ц, и звукового давления в зависимости от ию приведены на рисунках б, 7 (соответственно для сети постоянного тока и„ =10...20В и для сети переменного тока им =12...250В).

ин,в,

[Ра], РаЮ3 18 16 14 12 10

и» \

[Ра}

>

11 13 15 17 19 21 и В

Рисунок 6,

В качестве основного достоинства устройства для стирки, чистки и дезинфекции необходимо отметить: устройство может питаться практически от любого источника, начиная от аккумуляторной батареи, напряжением от 10 до 20В и кончая сетью переменного тока, напряжением от 12 до 250 В.

3. Преобразователь напряжения для питания газоразрядной лампы oí сеги переменного тока.

В данной разработке решался вопрос совершенствования пускорегулируюшего аппарата, входящего в состав источника питания устройства с газоразрядной лампой для обеззараживания воздуха в бытовых и промышленных помещениях.

Основная задача, решаемая при этом, заключается в повышении его надежности и увеличении срока службы.

Известные устройства с газоразрядными лампами содержат дроссельные или электронные пускорегулирующие аппараты и люминесцентные лампы для местного освещения.

Предлагаемое устройство с газоразрядной лампой содержит: источник питания постоянного тока, инвертор, газоразрядную лампу и пусковой узел на основе ключевой схемы и двух развязывающих диодов. Блок-схема устройства представлена на рисунке 8. Разработаны варианты исполнения схемы:

- устройство с газоразрядной лампой с пусковым узлом, в котором ключевая схема содержит электронный ключ и формирователь одиночного импульса;

- устройство с газоразрядной лампой и пусковым узлом, в котором ключевая схема содержит возвратную электрическую кнопку;

устройство с газоразрядной лампой с инвертором, выполненным по схеме однотактного преобразователя.

Рисунок 8

Необходимо отметить, что:

1) схематические решения, примененные при проектировании устройства с газоразрядной лампой позволяют увеличить срок службы газоразрядной лампы;

2) в устройстве можно применять недорогие широко распространенные отечественные элементы.

4. Преобразователь напряжения для питания люминесцентной лампы от источника постоянного тока

Разработана схема инвертора для питания люминесцентной лампы от низковольтной сети постоянного тока (12 В, 24 В). Блок - схема включения лампы приведена на рисунке 9.

Рисунок 9

Схема инвертора автогенераторная, двухтактная, со средней точкой. Поджиг лампы осуществляется аналогично вариашу, рассмотренному в схеме питания газоразрядной лампы от сети переменного тока.

Преобразователь собран по двухтрансформаторному варианту. Частота автогенерации определяется одним из трансформаторов схемы, который перемагничивается по полной петле гистерезиса.

Основное достоинство данной разработки - простота схемотехнического решения, определяющая дешевизну устройства и возможность получения при этом симметричных напряжений достаточно близких к оптимальной для лампы формы, что повышает надежность устройства и срок его службы. Схема реализована на отечественной элементной базе.

В третьей главе проведен анализ общепринятых способов защиты цепей питания аппаратуры от электрических перегрузок, отмечены особенности схемотехнических решений. Дана характеристика полупроводниковых ограничителей напряжения (ПОН) как наиболее приемлемых элементов защиты цепей радиоэлектронной аппаратуры по быстродействию и постоянству параметров. Современные полупроводниковые ограничители напряжения характеризуются способностью рассеивать большую импульсную мощность, без ухудшения характеристик после воздействия импульсов произвольно большого числа.

Принцип действия ПОН заключается в открывании его закрытого р-п перехода, если приложенное к нему обратное напряжение превысит пороговый уровень, т.е. ПОН ведет себя аналогично стабилитронам. Вольт -амперная характеристика ПОН аналогична стабилитронной. Однако туннельно-лавинный процесс в ПОН характерен тем, что заряды переносят лишь основные носители, поэтому не происходит нежелательного накопления неосновных носителей. Этот процесс обеспечивает высокое быстродействие ПОН.

Вольт - амперная характеристика несимметричного полупроводникового ограничителя напряжения при лавинном пробое показана на рисунке 10а.

Рисунок 10

Для получения симметричной вольт - амперной характеристики два ограничителя включают навстречу друг другу (соединяют анодами) и встраивают в один корпус. Вольт - амперная характеристика такого ограничителя приведена на рисунке 106.

Правильность выбора и применения полупроводниковых ограничителей напряжения является одним из важнейших условий, обеспечивающих требуемые технические и эксплуатационные характеристики аппаратуры, ее надежность, а также надежность самих ПОН при наличии различного рода перегрузок по напряжению в цепях радиоэлектронной аппаратуры.

Одним из существенных недостатков применения полупроводниковых ограничителей напряжения в аппаратуре является отсутствие информации об их работоспособности или выходе из строя после воздействия мощных импульсов. Для устранения указанного недостатка проведена разработка схемы индикации работоспособности полупроводникового ограничителя напряжения, входящая в устройства подавления сетевых помех.

Разработанные устройства позволяют обеспечить стабильную работу аппаратуры при ее питании от сети переменного тока или автономного

источника питания постоянного тока, имеют малые габариты и массу, выполнены на основе отечественной элементной базы.

Используя устройство ограничения сетевых помех типа ЗА-О, включающее два полупроводниковых ограничителя напряжения, два резистора и три светодиода (зеленый, светящийся при наличии напряжения в сети и три красных, светящихся при выходе из строя ограничителя напряжения) получаем возможность контроля состояния ограничителя [1]. Схема устройства приведена на рисунке 11.

« 1,50Н400А Ц

. УП2 1.50И400А

-СЗ

180к

ИЬЗ

АЛ307Б

Рисунок 11

При выходе из строя (обрыве) ограничителя У1Э1 гаснет "зеленый" светодиод НЫ и включается "красный" светодиод НЬ2, а при выходе из строя ограничителя - "красный" НЬЗ.

В отличие от известных сетевых помехоподавляющих устройств, выполненньпс на основе электромагнитных приборов - сетевых стабилизаторов, трансфильтров и корректоров мощности, обладающих значительной массой и объемом, данная микросборка имеет массогабаритные показатели на три и более порядков меньше.

Кроме того, для защиты цепей питания электронной вычислительной техники и другой ответственной и дорогостоящей аппаратуры разработано направление применения пассивных ЬС- фильтров в сочетании с установкой на его входе ПОН или микросборок типа ЗА-О. Преимущество устройства, выполненного в соответствии с данным направлением и названного "ФИОН", по сравнению с традиционными фильтрами заключается в том, что установка ПОН ограничивает амплитуду импульсов, например, до 400 В и позволяет использовать в составе фильтра конденсаторы с напряжением 500630 В и дроссели с аналогичным напряжением между выводами [1].

Преимущество ФИОН по сравнению с применением ПОН или ЗА-О состоит в том, что с помощью ФИОН снижаются как выбросы, так и импульсные провалы напряжения сети. Устройства типа ФИОН позволяют повысить показатели надежности фильтров.

На рисунке 12 приведена электрическая схема одного из вариантов ФИОН.

Рисунок 12

Разработка рядов ФИОН находится в начальной стадии. Задачи оптимизации параметров, конструкций, технологий стоят на повестке дня.

На основе микросборок типа ЗА и ПОН ведутся разработки различных изделий для защиты от превышения и снижения сети, от превышения тока нагрузки и другие устройства [2,7,10].

Один из вариантов ЗА (типа ЗА-ЗА), разработан для установки в бортовую сеть автомобиля (12 В). Этот прибор, также как и перечисленные выше, кроме решения основной задачи - ограничения амплитуды импульсов, индицирует состояние ПОН. Чтобы обеспечить индикацию исправного состояния ограничителя, к нему в цепь подключен светодиод. Светодиод спетигся при нормальном функционировании ПОН и не светится при его выходе из строя (при подаче на него напряжения 12 В +■ + 2 В). Выход 1;ГН из строя может быть следствием превышения мощности от имеющихся в сети импульсов по сравнению с допустимым значением, например, более 1,5 кВт. Электрическая схема приведена на рисунке 13, где Пр1 обозначена плавкая вставка на ток от 20 до 50А.

Опыт показывает, что при установке в сеть автомобиля прибора на базе ПОН с номинальным значением напряжения Ц^, = 18 В и максимальной импульсной мощностью 1,5 кВт, амплитуда высокочастотных импульсов в сета, при сбросе нагрузки генератора до нуля, значительно уменьшается: с 85 В (рисунок 14) до 20 В (рисунок 15) над уровнем постоянного напряжения сети 14 В.

и, В

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Рисунок 14

U, В

90 80 70 60 50 40 30 20 10

0 50 100 150 200 250 300 350 400 Рисунок 15

"Г—

В четвертой главе изложены основные принципы конструирования радиоэлектронных изделий и требования, предъявляемые к конструкциям транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для бытовых и промышленных изделий [3...6].

Основная задача, решаемая в настоящей работе при конструировании бытовой и радиоэлектронной аппаратуры - создание высокоэффективных, надежных и малогабаритных конструкций, обепечивающих требования

электробезопасности и электромагнитной совместимости, производство и эксплуатация которых требуют минимально возможных затрат трудовых, энергетических и материальных ресурсов.

Технологичность ~ конструкции рассматривается с точки зрения ее приспособленности к ограниченному расходованию трудовых, материальных и энергетических ресурсов при подготовке производства, выпуске изделий, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. Вопросы технологичности изделий решаются на основе стандартизации и унификации.

Конструкция узлов разработанных изделий имеет определенные особенности, вытекающие из специфики их назначения и условий эксплуатации В работе решалась задача поиска резервов миниатюризации веек составных частей изделия.

Сложная задача конструирования - обеспечение эффективного охлаждения - возникает как побочное явление миниатюризации. Чем выше степень миниатюризации функционального узла, тем выше удельная рассеиваемая мощность. Без тщательно продуманного и выполненного охлаждения нельзя обеспечить высокую надежность современной аппаратуры. Повышение надежности одновременно с уменьшением габаритов, массы и стоимости - основной критерий обеспечения конкурентоспособности изделий.

Таким образом, проектирование транзисторных преобразователей напряжения, как в виде самостоятельного изделия, так и в качестве составной части аппаратуры, заставляет искать пути обеспечения надежности в сочетании со снижением массогабаритных показателей,

С целью уменьшения объема радиоэлектронной аппаратуры решаются не только задачи оптимизации электрических характеристик ТПН, но и задачи оптимизации геометрических характеристик теплоотводов. Однако оптимальные габаритные размеры конструктивных элементов теплоотводов (высота и толщина ребер, длина, ширина теплоотвода и другие) в ряде случаев невозможно использовать из-за общих ограничений, накладываемых на конструкцию изделия в целом. Одним из путей уменьшения объема ТПН является замена единичного силового полупроводникового прибора группой параллельно соединенных.

Предлагается инженерная методика расчета теплоотводов для полупроводниковых приборов, имеющих заданную температуру на кристалле, с учетом их параллельного включения.

Известны связь между мощностью, рассеиваемой теплоотводом (радиатором), и его габаритными размерами при вынужденной конвекции, а также расчетные зависимости для определения перегрева теплоотвода, на основании которых получены выражения, позволяющие определить минимальную площадь основания теплоотвода при установке на него я параллельно соединенных полупроводниковых приборов при одном и том же суммарном токе:

* = *

СцГ

^гир К

(6)

где п - число параллельно соединенных полупроводниковых приборов;

Росп - площадь основания теплоотвода;

Р„ - мощность, рассеиваемая группой приборов;

Сцг, Ки, КI - коэффициенты, определяемые по выражениям:

Сж = 4,65-10-3Г-м ;

Кя =0,25 + 0,037Н;

АГХ = 5,26 Г0'38,

IV - скорость потока воздуха, м/с;

Н - высота ребра теплоотвода, мм;

Ь - длина теплоотвода, мм;

(«ер - допустимая температура р-п перехода;

(с - температура окружающей среды;

Япер.к - тепловое сопротивление между р-п переходом и корпусом прибора;

Як.р - тепловое сопротивление между корпусом прибора и теплоотводом.

При выводе формулы (6) не учитывался теплообмен с боковой поверхности прибора и то, что тепловыделение группы приборов несколько меньше тепловыделения одного прибора при одном и том же суммарном токе, следовательно значение площади основания теплоотвода, определяемое по уравнению (6), будет несколько больше требуемого при заданной температуре.

Удельная объемная характеристика определяется выражением:

V Р н

• (7)

п *п

где V- объем теплоотвода;

II - его высота.

При проведении сравнительной оценки размеров теплоотвода при установке на него одного или оптимального числа приборов на основании конкретных данных, было показано, что объемная характеристика теплоотвода с тремя диодами в полтора раза лучше объемной характеристики теплоотвода в случае установки на него одного диода. С увеличением рассеиваемой мощности Р объемная характеристика теплоотвода с оптимальным числом диодов также улучшается.

Согласно рассмотренным требованиям разработаны конструкции бытовых и промышленных радиоэлектронных изделий, в состав которых входят транзисторные преобразователи напряжения.

1. Конструкция преобразователя напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения _ при работе от источников постоянного тока [8].

Преобразователь выполнен в виде отдельного малогабаритного блока, позволяющего устанавливать его как в стационарных, так и передвижных системах водоснабжения, в том числе, на объектах удаленных от промышленных энергетических сетей.

Устройство может устанавливаться в закрытых помещениях или на открытом воздухе в местах защищенных от осадков, в непосредственной близости от источника питания.

При разработке конструкции изделия особое внимание уделялось обеспечению надежности, технологичности и безопасности.

Корпус преобразователя представляет собой унифицированное изделие, серийно применяемое в блоках питания сигнализаторов и уровнемеров. При выборе данного варианта корпуса учитывались основные требования к корпусным деталям - технологичность производства, обеспечение прочности и жесткости конструкции, а также получение возможно минимального объема.

На крышке изделия располагается тумблер переключения режимов работы преобразователя (от солнечной батареи или аккумулятора), два светодиода, обеспечивающие индикацию наличия входного и выходного напряжения, а также розетка для подключения водяного насоса.

На основании предусмотрены клеммы для подсоединения источника питания, винт заземления и держатель плавкой вставки.

Печатные платы выполнены методом сеткографии с последующим химически травлением. Массивные элементы схемы (дроссели, трансформаторы) механически закреплены непосредственно на корпусных деталях, чтобы противостоять механическим и вибрационным нагрузкам в процессе эксплуатации и транспортировки. Ряд теплонагружениых радиокомпонентов закреплен непосредственно на внутренней поверхности корпусных деталей, что позволяет улучшить передачу тепла за счет теплопроводности корпуса.

Устройство освоено и серийно выпускается ЗЛО "ОКБ завода "Красное знамя" (г. Рязань).

2. Конструкция универсального блока питания ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции [9].

Ультразвуковое устройство для стирки, чистки и дезинфекции является электронным прибором, генерирующим акустические ультразвуковые колебания. Устройство предназначено для использования в бытовых условиях, и обладает антибактериальным и антигрибковым действиями.

Устройство состоит из генератора напряжения ультразвуковой частоты и акустического излучателя на базе пьезокерамического элемента, соединенных гибким шнуром. Генератор напряжения включает в себя блок питания и источник электрических колебаний, выполненных на одной печатной плате.

При разработке конструкции изделия учитывались требования надежности и безопасности при эксплуатации, технологичности производства и снижения стоимости, а также гигиенические и эстетические показатели.

Дизайн конструкции (эстетические показатели) разрабатывался на основе сравнительного художественно-конструкторского анализа существующих аналогов изделия и оценивался по следующим направлениям: рациональность формы, лаконизм и компактность конструкции, оригинальность композиции, стиль и мода.

Источник питания представляет собой высокочастотный преобразователь напряжения, выполненный на односторонней печатной плате путем монтажа навесных элементов.

Конструкция изделия обеспечивает высокую прочность при механических и вибрационных воздействиях, не превышающих оговоренных в технических условиях и рекомендациях по эксплуатации.

Устройство разработано и выпускается серийно ЗАО 'Технолидер" (г. Рязань).

3. Конструкция обеззараживателя воздуха типа ОВ-2.

Обеззараживатель воздуха ОВ-2 предназначен для обеззараживания воздуха в бытовых и промышленных помещениях в присутствии людей, без использования последними специальных защитных средств.

Устройство выполнено в настенном варианте. Обеззараживатель воздуха состоит из корпуса, ТПН и источника ультрафиолетовых лучей, обладающего высокими бактерицидными свойствами.

При проектировании изделия учитывались в первую очередь требования по электробезопасности, гигиенические показатели эргономики (антропометрические и психофизиологические), а также эстетические показатели. Особое место занимает относительно невысокий ценовой показатель.

Корпус обеззараживателя представляет собой пустотелый кожух квадратного сечения, выполненный из алюминиевого листа путем гибки. Торцы кожуха закрыты двумя декоративными решетками. Рациональность формы и объема обусловлены двумя причинами: удобством размещения лампы и источника питания, а также необходимостью обеспечения заданного объема для свободной циркуляции воздуха за счет нагревания лампы в процессе работы устройства.

В качестве источника ультрафиолетовых лучей применена дуговая ртутная бактерицидная лампа низкого давления ДРБ-8.

Устройство разработано и выпускается ОАО "Вычислительная техника и промышлеттая электроника" совместно с АО "НИИ Зенит" (г. Москва), одновременно осуществлено внедрение в серийное производство ЗАО "Русант-Солар" (г. Рязань)

4. Конструкция источника света типа ИС-2

Светильник люминесцентный на лампе типа КЛ9/ТБЦ предназначен для использования в качестве источника автономного освещения.

При конструировании светильника учтены требования повышенных надежности и безопасности, удобства эксплуатации, максимальной светоотдачи, технологичности производства, минимальной стоимости, эстетики.

Конструктивно светильник состоит из люминесцентной лампы и ТПН, заключенных в общий корпус. Для подключения лампы к источнику питания предусмотрен шнур с разъемом под прикуриватель автомобиля или другой.

Устройство разработано и выпускается ОАО "Вычислительная техника и промышленная электроника".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы:

1. Выполнен об,ор современной элементной базы. Показано, что на основе существующей отечественной и в обоснованных случаях зарубежной элементной базы могут успешно решаться вопросы обеспечения высокого качества транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для питания аппаратуры промышленного и бытового назначения.

2. Выполнен обзор требований к ТПН и их электрических схем, что позволило учесть недостатки и преимущества известных схемотехнических решений при разработке электропитания для четырех классов изделий: вибрационных насосов, ультразвуковых устройств, газоразрядных ультрафиолетовых и люминесцентных ламп.

3. Разработаны схемы ТПН для:

- вибрационного насоса "Малыш", позволяющая обеспечивать его питание от солнечных панелей без использования аккумуляторных батарей при максимальном потреблении электроэнергии от солнечных панелей;

- ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции, обеспечивающая работу устройства от постоянного и переменного напряжения в диапазоне от 12 В до 250В;

- газоразрядной ультрафиолетовой лампы обеззараживатеяя воздуха с питанием от сети ~ 220 Вис обеспечением увеличенного срока службы лампы;

- газоразрядной люминесцентной лампы источника света с питанием от сети постоянного тока напряжением 12 В при повышенных показателях надежности изделия.

4. Проведен анализ процессов переключения силового транзистора при его работе на индуктивно-активную нагрузку. Сделаны рекомендации по установке шунтирующего конденсатора.

5. Предложен алгоритм расчета минимального по объему ЬС -фильтра с учетом периодических пульсаций и выбросов выходного напряжения при импульсных изменениях тока нагрузки. Произведены расчеты фильтров ряда ТПН по данному алгоритму.

6. Рассмотрены принципы построения защит от высокочастотных высоковольтных перенапряжений в сетях постоянного и переменного токов. Представлены оригинальные устройства подавления сетевых помех типа ЗА и типа ФИОН, обеспечивающие требования по индикации состояния полупроводниковых ограничителей напряжения и дальнейшему снижению уровней импульсных помех.

7. Приведена инженерная методика расчета теплоотводов для силовых элементов ТПН, позволяющая определить минимальную площадь основания теплоотвода при установке на него оптимального числа параллельно включенных полупроводниковых приборов. Методика может быть использована при предъявлении повышенных требований к минимизации объема проектируемого изделия радиоэлектронной техники.

8. Отмечены особенности конструкций изделий: "Преобразователь напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения при работе от источников постоянного тока", "Универсальный блок питания ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции", "Обеззараживатель воздуха типа ОВ-2", "Источник света ИС-2", характеризующиеся технологичностью, надежностью, электробезопасностью, электромагнитной совместимостью, компактностью, простотой и низкой стоимостью.

9. Показано внедрение рассмотренных изделий на серийных заводах-изготовителях.

Основные результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. Аврутин А.И., Иванова О.В./Колосов В.А., Семенов А.О. Зашита электронной вычислительной техники от высоковольтных импульсов в сетях электропитания. // Вопросы радиоэлектроники, сер ЭВТ, 1999. вып. 1.

2. Колосов В.А., Иванова О.В. Защита радиоэлектронной аппаратуры в отечественных автомобилях. // За рулем. 1999, №9.

3. Иванова О.В. Кинематические и -одак-трические схемы. Учебно-методическое пособие, - РВВДКДКУ. - Рязань, 1984.

4. Иванова О.В. Расчет и проектирование деталей машин. Учебно-методическое пособие для курсантов спецфакультета. - РВВАИУ.-Рязань, 1989.

5. Антонова В.А., Иванова О.В., Ильяшенко А.Ф., Кулюгин В.И. Алгоритмы прочностных расчетов деталей машин. Учебное пособие. - РВАИ, 1998.

6. Антонова В.А., Иванова О.В., Ильяшенко А.Ф., Кулюгин В.И. Детали машин. Справочник. Учебное пособие. - РВАИ, 1998.

7. Иванова О.В Защита радиоэлектронной аппаратуры в отечественных автомобилях.. Материалы XXIX научно-методической конференции. РВАИ. - Рязань, 1999.

8. Иванова О.В Преобразователь напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения. Материалы XXIX научно-методической конференции. РВАИ. - Рязань, 1999.

У. Федячихин С.П., Иванова О.В. Заявление о выдаче патента РФ на изобретение "Источник питания" № 99104791'20 (005389) от 17 марта 1999 г.

10. Федячихин С.Н., Иванова О.В. Заявление о выдаче свидетельства РФ на полезную модель "Ультразвуковое устройство для стирки и-или чистки дезинфекции и источник питания для его осуществления" № 99104792/20 (005388) от 17 марта 1999 г.

11. Аврутин А.И., Башилов Е.П., Колосов В.А., Иванова О.В., Лейпунский М.М. Заявление о выдаче свидетельства РФ на полезную модель "Устройство для подавления сетевых помех в сети питания с постоянным напряжением" (направлено в Российское агенство по патентам и товарным знакам).

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ТРАНЗИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ.

1.1 Силовые элементы.

1.2 Схемы управления и защиты, силовые микросборки и интегральные схемы.

1.3 Достижения последних лет по разработке и выпуску отечественной элементной базы.

1.4 Выводы.

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТРАНЗИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ.

2.1 Требования, предъявляемые к транзисторным преобразователям напряжения.

2.2 Общий обзор электрических схем полупроводниковых преобразователей напряжения.

2.3 Функциональные узлы транзисторных преобразователей напряжения.

2.4 Практические разработки транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для питания аппаратуры промышленного и бытового назначения.

2.4.1 Преобразователь напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения при работе от источников постоянного тока.

2.4.2.Преобразователь напряжения, применяемый в системах питания ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции.

2.4.3 Преобразователь напряжения для питания газоразрядной лампы от сети переменного тока.

2.4.4 Преобразователь напряжения для питания люминесцентной лампы от сети постоянного тока.

2.5 Выводы.

3. ЗАЩИТА АППАРАТУРЫ ОТ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПОМЕХ.

3.1 Общие сведения о проблеме.

3.2 Полупроводниковые ограничители напряжения.

3.3 Устройства подавления помех типов ЗА и ФИОН.

3.4 Выводы.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ.

4.1 Общие требования к конструкции транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для бытовых и промышленных изделий.

4.2 Конструкция преобразователя напряжения для питания вибрационных насосов.

4.3 Конструкция универсального блока питания ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции.

4.4 Конструкция обеззараживателя воздуха типа ОВ-2.

4.5 Конструкция источника света типа ИС-1.

4.6 Выводы.

Современные источники вторичного электропитания (ИВЭП) -транзисторные преобразователи электрической энергии представляют собой сложные устройства, содержащие большое количество разнообразных функциональных узлов, выполняющих те или иные задачи преобразования и обеспечения требуемого качества электроэнергии, защиты ИВЭП и потребителя.

Устройства бесперебойного питания, сетевые стабилизаторы напряжения, сетевые высокочастотные фильтры, различные ограничители напряжения - вот неполный перечень приборов, призванных защищать электронную аппаратуру от некачественной электроэнергии: пропаданий, провалов и выбросов напряжения сети [42].

Устройства бесперебойного питания призваны ликвидировать пропадания и отклонения напряжения от номинального значения в широких пределах в течение времени от десятков миллисекунд до десятков минут. При этом предусматривается аккумуляторная поддержка и наличие преобразовательных устройств.

Сетевые стабилизаторы напряжения - класс приборов, снижающий уровень отклонения напряжения сети +20, -30% от номинального значения и более до нескольких процентов. На смену распространенным феррорезонансным устройствам приходят электронные.

Сетевые высокочастотные фильтры - более распространены в промышленности и реже в бытовой аппаратуре, хотя и являются устройством, которое одно может эффективно снижать высокочастотные помехи до приемлемых уровней в диапазоне частот от единиц килогерц до сотен мегагерц и более.

Назначение ограничителей напряжения - "срезать" импульсы с длительностью от наносекунд до миллисекунд при амплитудах до нескольких киловольт.

Транзисторные преобразователи напряжения в системах питания и защиты радиоэлектронной аппаратуры могут быть классифицированы по следующим параметрам [64].

По типу питающей сети - на преобразователи, работающие в системах питания от однофазной сети переменного тока, преобразователи, использующие электрическую энергию, получаемую от трехфазной сети переменного тока, а также преобразователи в сети автономных источников постоянного тока.

По напряжению на нагрузке - на преобразователи малого (до 100 В), среднего ( от 100 до 1000 В) и высокого напряжения (свыше 1000 В).

По мощности нагрузки - на преобразователи малой (до 150 Вт), средней (от 150 Вт до 1 кВт) и большой мощности (свыше 1 кВт).

По роду тока нагрузки - преобразователи с выходом на переменном и с выходом на постоянном токе.

По стабильности напряжения на нагрузке - стабилизирующие и не стабилизирующие.

К простейшим преобразователям напряжения, использующим электроэнергию централизованной системы электроснабжения, относятся нерегулируемые выпрямители, предназначенные для питания нагрузок постоянного тока от промышленных или специальных сетей переменного тока. По числу фаз питающей сети выпрямители делятся на однофазные и трехфазные. Частота питающего напряжения определяется типом первичного источника электроэнергии. Нерегулируемые выпрямители являются не стабилизирующими функциональными узлами вторичного электропитания.

Для стабилизации выходного напряжения нерегулируемого выпрямителя используют дополнительные стабилизирующие устройства, включаемые на входе или выходе выпрямителя (стабилизатор переменного напряжения - тиристорный или электромагнитный на входе выпрямителя, непрерывный или импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока на выходе выпрямителя).

Непрерывные стабилизаторы напряжения, кроме функции стабилизации выходного напряжения, обеспечивают эффективное сглаживание пульсаций этого напряжения.

В последнее время в связи с необходимостью уменьшения массы и габаритов узлов питания радиоэлектронной и бытовой аппаратуры широкое применение получили устройства с бестрансформаторным входом. Здесь переменное напряжение системы электроснабжения преобразуется бестрансфрматорным выпрямителем с фильтром в сравнительно высокое напряжение постоянного тока. На выходе фильтра включается импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока.

В качестве основных потребителей энергии обычно рассматривается радиоэлектронная аппаратура бытового и промышленного назначения, требующая постоянного напряжения, однако существует большая группа устройств, потребляющая электрическую энергию переменного тока. Значительная часть этих потребителей требует стабильных по значению и частоте переменных напряжений. Для питания нагрузок переменного тока широко применяют устройства с промежуточным преобразованием переменного тока в постоянный с последующим высокочастотным инвертированием.

В качестве автономных источников питания используются аккумуляторные и солнечные батареи, " термоэлектрические и термоэмиссионные преобразователи, топливные элементы, ядерные источники и т.п. Использование таких источников электрической энергии позволяет получить переносные системы, монтируемые и работающие вдали от промышленных энергетических сетей.

Требования, определяющие законы проектирования подобных систем:

- наименьшие масса и габариты.

- высокий КПД.

- максимальная надежность.

Одной из важнейших характеристик, влияющих на работу систем автономного питания, является значительная нестабильность напряжения первичного источника. В то же время современная малогабаритная автономная радиоэлектронная аппаратура, выполняемая как правило, на полупроводниковых приборах и микросхемах, предъявляет весьма жесткие требования к стабильности питающих напряжений.

Основным функциональным узлом систем питания, использующих электроэнергию автономного источника постоянного тока, является полупроводниковый инвертор, преобразующий напряжение постоянного тока источника в переменное напряжение прямоугольной или другой формы и заданной амплитуды. Силовой трансформатор такого инвертора обеспечивает электрическую изоляцию выходных цепей друг от друга и от первичного источника.

При проектировании устройств РЭА малой потребляемой мощности необходимо соблюдать определенные требования к источникам электропитания, одним из которых является их взаимная конструктивно-технологическая совместимость [43,67]. Данный вопрос решается частично путем миниатюризации источников питания, которая ведется по следующим направлениям: структурному, энергетическому и конструктивно-технологическому.

Выбор структуры должен обеспечить устранение крупногабаритных электрорадиоэлементов.

Основной задачей энергетического направления миниатюризации является достижение максимального КПД источника электропитания. Эта задача решается путем снижения потерь в реактивных элементах и полупроводниковых приборах. Повышение КПД может быть достигнуто ключевыми режимами работы элементов, использованием быстродействующей полупроводниковой элементной базы.

Конструкторско-технологическое направление решает вопросы механической прочности, отвода тепла и экранирования элементов источника питания, технологичности производства.

Цель данной работы состоит в совершенствовании вопросов проектирования транзисторных преобразователей напряжения (ТПН) малой мощности с высокими эксплуатационными характеристиками при работе на нестационарную индуктивно-активную нагрузку для аппаратуры промышленного и бытового назначения, их экспериментальное исследование и практическое внедрение.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- анализ современной элементной базы ТПН;

- разработка методики расчета элементов ТПН, направленной на минимизацию объема изделия;

- анализ процессов переключения силового транзистора при его работе на индуктивно-активную нагрузку;

- анализ принципов построения защит от импульсных высоковольтных перенапряжений в сетях постоянного и переменного токов;

- исследование и разработка новых схемотехнических и конструкторско-технологических решений, позволяющих повысить эффективность систем вторичного электропитания;

- экспериментальные исследования разработанных автором или при его участии преобразователей напряжения, обладающих улучшенными характеристиками, их практическое внедрение в составе различных промышленных изделий.

При проведении исследований использовались аналитические методы расчетов теории электрических и магнитных цепей, с учетом основ теории полупроводниковых приборов.

Проверка основных теоретических положений проводились с помощью экспериментальных исследований макетных, опытных и промышленных (серийных) образцов новых преобразователей.

Научная новизна представлена:

1. Новыми схемотехническими решениями при проектировании транзисторных преобразователей напряжения для вибрационных, акустических и газоразрядных маломощных устройств, направленными на повышение показателей надежности и показателей качества электроэнергии.

2. Анализом процессов переключения силового транзистора при его работе на различные нагрузки индуктивно-активную каскада, с выдачей рекомендаций по установке шунтирующих конденсаторов.

3. Алгоритмом расчета ЬС-фильтра, направленным на минимизацию объема фильтра при заданном уровне периодических пульсаций и выбросов выходного напряжения в условиях импульсных изменений тока нагрузки.

4. Методикой расчета площади теплоотводящих поверхностей при установке параллельно соединенных радиоэлементов, позволяющий минимизировать объем радиоаппаратуры и определить оптимальное число параллельно включаенных радиоэлементов.

5. Новыми схемотехническими решениями устройств подавления высокочастотных высоковольтных помех в сетях постоянного и переменного тока, построенных на основе полупроводниковых ограничителей напряжения.

Практическая значимость работы определяется следующим:

1. Разработанные автором и при его участии транзисторные преобразователи напряжения, в которых нашли реализацию основные научные результаты настоящей диссертационной работы, позволяют: обеспечить высокие эксплуатационные характеристики, повысить надежность и срок службы, уменьшить габариты и массу, уменьшить энергопотребление;

- сократить сроки разработки устройств питания и их внедрения в серийное производство, уменьшить их стоимость и общую стоимость изделий; повысить технологичность аппаратуры посредством рационального конструирования и использования новых схемотехнических решений;

2. Разработанные транзисторные преобразователи напряжения используются в устройствах питания бытовой и промышленной радиоэлектронной аппаратуры: вибрационных насосах для систем водоснабжения при работе от источников электроэнергии постоянного тока, миниатюрных акустических устройствах для стирки, установках для обеззараживания воздуха, осветительных устройствах.

3. Разработанные устройства подавления сетевых помех применяются в бортовой сети автомобилей для защиты радиоэлектронной аппаратуры, а также для защиты электронной вычислительной техники от кратковременных высоковольтных импульсов в сетях переменного и постоянного токов.

4. Результаты диссертационной работы используются на предприятиях: ОАО "ВТ и ПЭ" (г. Москва), ЗАО "Технолидер" (г. Рязань), ЗАО "Русант-Солар" (г. Рязань), ЗАО ОКБ "Красное знамя" (г. Рязань), Рязанский военный автомобильный институт.

Материал диссертационной работы изложен в четырех главах. Первая глава посвящена анализу элементной базы транзисторных преобразователей напряжения (ТПН) с учетом наиболее современных достижений отечественной промышленности.

Во второй главе проведен анализ требований, предъявляемых к ТПН при разработке схемотехнических и конструкторско-технологических решений, а также рассмотрены общие принципы построения электрических схем преобразователей, позволяющие повысить их эффективность. Проведен анализ процессов переключения силовых транзисторов при их нагрузке на индуктивно-активную цепь, разработаны рекомендации по установке шунтирующих конденсаторов. Разработан алгоритм расчета минимального по объему ЬС- фильтра с учетом периодических пульсаций и выбросов выходного напряжения при импульсных изменениях тока нагрузки. Кроме того приведены конкретные практические разработки ТПН малой мощности для питания аппаратуры промышленного и бытового назначения, позволяющие обеспечить требуемый уровень потребляемой энергии, обладающие высокими эксплуатационными качествами, надежные, имеющие малые габариты и массу, низкую стоимость, выполненные на основе отечественной элементной базы.

В третьей главе рассматриваются вопросы защиты радиоэлектронной аппаратуры от сетевых высоковольтных импульсов, проведен анализ известных методов уменьшения помех, проведены исследования и обосновано предпочтительное применение полупроводниковых ограничителей напряжения (ПОН) в цепях защиты, показаны разработки устройств подавления помех, обеспечивающие стабильную работу аппаратуры при ее питании от сети переменного или постоянного тока, имеющие индикацию состояния ПОН, обладающие малыми габаритами и выполненные на основе отечественной элементной базы.

Четвертая глава посвящена вопросам конструирования промышленных изделий, имеющих в составе транзисторные преобразователи напряжения. Рассмотрены общие требования к конструкции ТПН и основные направления совершенствования выпускаемых изделий на основе миниатюризации, разработки эффективных способов отвода тепла, повышения частоты преобразования, применения более современной элвхМентной базы. Разработана методика расчета теплоотводов для силовых элементов ТПН, позволяющая определить минимальную площадь основания теплоотводов при установке на него оптимального числа параллельно включенных полупроводниковых приборов. Описаны конкретные разработки изделий, выпускаемых серийно на отечественных предприятиях.

В заключении сделаны основные выводы по результатам проведенной работы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты обзора элементной базы для транзисторных преобразователей напряжения (ТПН), позволяющие сделать вывод об уровне качества современных отечественных элементов, обеспечивающих проектирование высококачественных ТПН

13 малой мощности для питания аппаратуры промышленного и бытового назначения.

2. Новые схемотехнические решения в предложенных ТПН, анализ процессов переключения силовых транзисторов, алгоритм расчета ЬС - фильтра, методику расчета площади теплоотводящих поверхностей, повышающие показатели надежности изделий, расширяющие возможности ее применения.

3. Разработанные устройства подавления сетевых помех, построенные на основе полупроводниковых ограничителей напряжения, типов "ЗА" и "ФИОН", исключающие высокие уровни высокочастотных помех из сетей постоянного и переменного токов.

4. Конструкторско-технологические решения, принятые при разработке устройств, включающих в свой состав новые ТПН, обеспечивающие высокую технологичность, требования по электробезопасности и электромагнитной совместимости.

161 4.7 Выводы

1. Представлена общая характеристика наиболее важных направлений конструирования транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для бытовых и промышленных изделий в современных условиях развития производства.

2. Предложена инженерная методика расчета теплоотводов для силовых элементов ТПН, которая позволяет определить минимальную площадь основания теплоотвода при установке на него оптимального числа параллельно включенных полупроводниковых приборов. Методика может быть использована при предъявлении повышенных требований к минимизации объема проектируемого изделия радиоэлектронной техники.

3. Отмечены особенности конструкций изделий: "Преобразователь напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения при работе от источников постоянного тока", "Универсальный блок питания ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции", "Обеззараживатель воздуха типа ОВ-2", "Источник света ИС-2", в целом характеризующиеся технологичностью, надежностью, электробезопасностью, электромагнитной совместимостью, компактностью, максимально возможной простотой и сравнительно низкой стоимостью.

4. Показано внедрение всех представленных изделий на серийных заводах-изготовителях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведены теоретический анализ, разработка и экспериментальное исследование транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для питания радиоэлектронной аппаратуры промышленного и бытового назначения. Представлены новые схемотехнические решения ТПН, проведен анализ процессов переключения силовых транзисторов, разработан алгоритм расчета минимального по объему ЬС-фильтра, разработана методика расчета площади теплоотводящих поверхностей. Разработаны новые устройства подавления сетевых помех на базе полупроводниковых ограничителей напряжения. Разработаны и внедрены в серийное производство промышленные и бытовые изделия, включающие в свой состав новые ТПН и устройства подавления сетевых помех. Проведены экспериментальные исследования опытных и серийных образцов изделий.

Результаты исследований, проведенных в работе, могут быть сформулированы в виде следующих основных выводов:

1. Проведен анализ современной элементной базы. Показано, что на основе существующей отечественной и, в обоснованных случаях, зарубежной элементной базы могут успешно решаться вопросы обеспечения высокого качества транзисторных преобразователей напряжения. В том числе обосновано применение новейших отечественных силовых микросборок и интегральных схем - как перспективное направление проектирования надежных и сравнительно недорогих узлов преобразователей напряжения.

2. Показано, что полупроводниковые ограничители напряжения являются изделиями наиболее целесообразными к применению цепях преобразователей напряжения для снижения уровней импульсных помех, приходящих из сети, до допустимых значений.

3. Проведен анализ требований к ТПН и обзор их электрических схем, что позволило учесть недостатки и преимущества известных схемотехнических решений при разработке электропитания для четырех классов устройств: вибрационных насосов, ультразвуковых изделий, газоразрядных ультрафиолетовых и люминесцентных ламп.

4. Разработана схема ТПН для вибрационного насоса "Малыш", позволяющая обеспечивать его питание от солнечных панелей без использования аккумуляторных батарей при максимальном потреблении электроэнергии от солнечных панелей

5. Разработана схема ТПН для ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции, обеспечивающая работу устройства от постоянного и переменного напряжения в диапазоне от 12 В до 250В.

6. Разработана схема ТПН для газоразрядной ультрафиолетовой лампы обеззараживателя воздуха с питанием от сети ~ 220 В при увеличенном сроке службы лампы.

7. Разработана схема ТПН для газоразрядной люминесцентной лампы источника света с питанием от сети постоянного тока напряжением 12 В при повышенных показателях надежности изделия и низкой цене ТПН.

8. Проведен анализ процессов переключения силового транзистора при его работе на индуктивно-активную нагрузку. Сделаны рекомендации по установке шунтирующего конденсатора.

9. Предложен алгоритм расчета минимального по объему ЬС -фильтра с учетом периодических пульсаций и выбросов выходного напряжения при импульсных изменениях тока нагрузки. Произведены расчеты фильтров ряда ТПН по данному алгоритму.

10. Рассмотрены принципы построения защит от высокочастотных высоковольтных перенапряжений в сетях постоянного и переменного токов. Представлены оригинальные устройства подавления сетевых помех типа ЗА и типа ФИОН, обеспечивающие требования по индикации состояния полупроводниковых ограничителей напряжения и дальнейшему снижению уровней импульсных помех.

11. Представлена общая характеристика наиболее важных направлений конструирования транзисторных преобразователей напряжения малой мощности для бытовых и промышленных изделий в современных условиях развития производства.

12. Приведена инженерная методика расчета теплоотводов для силовых элементов ТПН, позволяющая определить минимальную площадь основания теплоотвода при установке на него оптимального числа параллельно включенных полупроводниковых приборов. Методика может быть использована при предъявлении повышенных требований к минимизации объема проектируемого изделия радиоэлектронной техники.

13. Отмечены особенности конструкций изделий: "Преобразователь напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения при работе от источников постоянного тока", "Универсальный блок питания ультразвукового устройства для стирки, чистки и дезинфекции", "Обеззараживатель воздуха типа ОВ-2", "Источник света ИС-2", в целом характеризующиеся технологичностью, надежностью, электробезопасностью,

165 электромагнитной совместимостью, компактностью, максимально возможной простотой и сравнительно низкой стоимостью. 14. Показано внедрение всех представленных изделий на серийных заводах-изготовителях.

1.Аврутин А.И., Иванова О.В., Колосов В.А., Семенов А.О. Защита электронной вычислительной техники от высоковольных импульсов в сетях электропитания. //Вопросы радиоэлектроникики, сер.ЭВТ, 1999, вып. 1, с. 79-82.

2. Александров Ф.И., Сиваков А,Р- Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы постоянного напряжения. Л.: Энергия, 1970.- 188 с.

3. Антонова В.А, Ивнаова О.В., Ильяшенко А.Ф. Кулюгин В.И. Алгоритмы прочностных рясчетов деталей машин. Учебное пособие. РВАИ, 1998, 128 с.

4. Антонова В.А. Иванова О.В., Ильяшенко А.Ф., Кулюгин В.И. Детали машин. Справочник. Учебное пособие. РВАИ, 1998, 180 с.

5. Атаназевич В.А. Стабилизированный инвертор./ A.c. 807468 (СССР).

6. Балясникова Т.В., Леонов A.B., Мамонтова Н.В. Медицинские исследования ультрафиолетовых ламп // Светотехника. 1990. - №5. -с. 7-8.

7. Бас A.A. Ключевой стабилизатор преобразователь постоянного напряжения ./А. С. 796829 (СССР).

8. Бас A.A., Миловзоров В.П. Мусолин А.К., Р1сточники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом. М.: Радио и связь, 1987. - 160 с.

9. Бас A.A., Федячихин С.Н. Конвертор./A.c. 877737 (СССР).

10. Бассет Д. Импульсные источники питания: тенденции развития// Электроника. 1998. - №1, т.61. - с.72-77.

11. Беленкин В.В., Драбович Ю.И. Выбор параметров полупроводниковых диодов транзисторных преобразователей' напряжения. // Техн. Электродинамика. -1984. с. 25-31.

12. Бериков А.Б., В.А. Колосов В.А. Алгоритм оптимизации параметров импульсного преобразователя напряжения по объемному показателю. / Высокоэффективные источники и системы электропитания РЭА. Материалы семинара., М., 1983., с. 46 - 49.

13. Бериков А.Б., Колосов В.А. Алгоритм расчета на ЭВМ импульсных преобразователей напряжения с минимизацией их объема. // Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА. М.: МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1979, с. 158-162.

14. Бериков А.Б., Колосов В.А., Шагирова Э.З. Оптимизация параметров высокочастотных импульсных трансформаторов по объемному показателю. Электронная техника. Сер. 5. Радиодетали и радиокомпоненты, вып.З (49), 1982.

15. Валеев Х.С., Квасков В.Б. Нелинейные металлооксидные полупроводники. М.: Энергоиздат, 1983. - 158 с.

16. Васильев B.C. Мощные импульсные транзисторные касады для активно-индуктивной нагрузки ЭТвА / Под ред. Ю. И. Конева. -М.: Советское радио, 1976, вып. 8, с. 173-183.

17. Веденеев Г.М., Зенченко А.Н., Токарев А.Б. Критерии нагрузки электролитических конденсаторов. Электронная техника в автоматике. Сборник статей./ Под ред. Конева Ю.И.- М.: Радио и связь, 1986.

18. Волков H.H. Защита от опасых напряжений транзисторных усилителей в многоканальных системах связи. М.: Связь. 1976. - 110 с.

19. Гель П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1984.—536 с.

20. Георгобиани С.А., Михалева М.А., Шахпарунянц А.Г. Электронный ПРА для одноламповых светильников местного освещения. // Светотехника. 1989. - №10. - с. 11-12.

21. Гинзбург А.И., Кривцов А.Ф., Свительман Л.И., Разумахина Н.М. Импульсный стабилизатор напряжения. / А.с. 928329 (СССР).

22. Гончаров А.Ю. Серийно выпускаемые транзисторные преобразователи напряжения // Электроника. 1998. № 3-4. - с. 80 - 82.

23. Гончаров А.Ю. Об отечественной элементной базе ИВЭП./У Радиопромышленность., Вып. 1. 1996. - с. 16-19.

24. Грейвер Е.С. Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока. -М.: Связь., 1970. -152 с.

25. Гудинаф Ф. Новые технологические процессы прочная основа для создания следующего поколения аналоговых, смешанных и мощных ИС // Электроника. - 1992. -№9. - с.29-39.

26. Гудинаф Ф. Увеличение семейства полевых транзисторов с автоматической защитой //. 1990. №12-13. - с. 160-162.

27. Журин Г.А., Куротченко В.И. Преобразователь постоянного напряжения. / А.с. 384177 (СССР).

28. Зайцев Ю.В., Марченко А.Н., Ващенко К.И. Полупроводниковые резисторы в электротехнике. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 124 с.

29. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1973. -655 с.

30. Иванов B.C., Панфилов Д.И. Компоненты силовой электроники фирмы MOTOROLA., Обзор МИЭТ., М., 1997.

31. Иванов Л.В., Колосов В.А. Динамическое выходное сопротивление стабилизированного преобразователя напряжения для питания ЭВМ. -Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ, вып. 10, 1981.

32. Иванова O.B. Кинематические схемы. Учебно-методическое пособие. -РВВДКДКУ, 1984, 29 с.

33. Иванова О.В. Расчет и проектирование деталей машин. Учебно-методическое пособие для курсантов спецфакультета. РВВАИУ.-Рязань, 1989, 197 с.

34. Иванова О.В Защита радиоэлектронной аппаратуры в отечественных автомобилях. Материалы XXIX научно-методической конференции. РВАИ. Рязань, 1999.

35. Иванова О.В Преобразователь напряжения для питания вибрационных насосов систем водоснабжения. Материалы XXIX научно-методической конференции. РВАИ. Рязань, 1999.

36. Источники вторичного электропитания / Букреев С.С, Головацкий В.А., Гулякович Г.Н. и др.; Под ред. Конева Ю.И. М.: Радио и связь, 1983.

37. Кадель В.И. Силовые электронные системы автономных объектов. Теория и практика автоматизированной динамической оптимизаци. —М.: Радио и связь, 1990.-224 с.

38. Киселев Ю.В., Черепанов В.П. Искровые разрядники.— М.: Сов. Радио, 1976,- 68 с.

39. Киселев JI.H., Кабелев Б.В., Полозов К.Д., Ежов В.А. Низкопрофильные трансформаторы и дроссели для ИВЭП./У Радиопромышленность., Вып. 1. 1996. - с. 85-90.

40. Климов В.А., Ковальков В.К. Регулируемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное. / A.c. 932582 (СССР).

41. Колосов В.А. Электропитание стационарной радиоэлектронной аппаратуры. Теория и практика проектирования. -М.: Радио и связь, 1992. -160 с.

42. Колосов В.А. Выбор схемы транзисторного преобразователя для питания ЦВМ.//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. 1977. -Вып.6. -с. 155-162.

43. Колосов В.А., Муратов А. М. Защита РЭА от высоковольтных импульсов в сети.//' Радио. -1998. № 7. -с. 52 53.

44. Колосов В.А., Иванова О.В. Зашита радиоэлектронной аппаратуры в отечественных автомобилях.// За рулем. -1999. № 9.

45. Конев Ю.И. О критериях прогресса устройств и систем преобразования электрической энергии. Тезисы доклада на Всероссийской НТК "Устройства и системы энергетической электроники. Разработка, производство, маркетинг", Москва, 1998, с.4-6.

46. Конев Ю.И. Проблемы ресурсосбережения в энергетической электронике. Радиопромышленность, 1996, вып. 1, с. 5-10.

47. Конев Ю.И., Машуков Е.В., Мелешин В.И. Уменьшение мощности, рассеиваемой за время переключений, в транзисторах с индуктивно-активной нагрузкой. Полупроводниковые приборы и их применение. Под ред. Федотова Я.А., вып 18., М., Сов. Радио., 1971.

48. Кондратьев Б.В., Попов Б.В. Ограничители для защиты радиоэлектронной аппаратуры от перенапряжений // Зарубежная электронная техника. М,: ЦНИИ «Электроника», 1983. - Вып.2 (260). -с 42-91.

49. Кривозубов В.М., Спирин A.A. Об электронных ПРА для компакных люминисцентных ламп. // Светотехника. 1992. - №5. - с. 8-11.

50. Лаптев H.H., Моин B.C. Снижение динамических потерь в транзисторах статических преобразователей. Преобразование частот и фаз в технике сильных токов. — Вып.2. - М.: ВНИИЭМ, 1966.

51. Мазель Е.Э. Мощные биполярные транзисторы для источников питания радиоэлектронной аппаратуры. Материалы конференции "Силовые электронные системы и устройства маломощной преобразовательной техники", МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского. -М., 1990.-4.1, с. 6-19.

52. Машуков Е.В. Уменьшение динамических потерь в транзисторных импульсных усилителях мощности./ Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. Вып. 2., М., Сов. радио., 1971.

53. Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии. МККТ. Шестая пленарная ассамблея. Женева, 1976 г. Оранжевая книга. -Т. IX. Защита.-М.: Связь, 1979.—55 с.

54. Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1986.

55. Моин В.С., Лаптев Н.Н Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергия, 1972. -312 с.

56. Мотин Э.А., Цесарский И.Б. Оребрение минимального объема при постоянной температуре стенки. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1972. - Вып 2. - с 138-142.

57. Охотников В.А., Фомичев В.В. Методы снижения мощности, рассеиваемой в высоковольтных транзисторах преобразователей напряжения промышленной сети. ЭТвА / Под ред. Ю. И. Конева. -М.: Радио и связь, 1980, вып. 11, с. 100-105.

58. Пат 2375750 (Франция). Onduleur en Н, a Transistors, Equilibre / D. Stolitza.

59. Петров В.В., Гавриленко В.Я. Однотактный преобразователь постоянного напряжения. / А.с. 639105 (СССР).

60. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА. -Справочник / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, А.С. Куликов и др.; Подред. Э.Т. Романычевой. 2-е изд., перераб и доп. - М.: Радио и связь, 1989.-448 с.

61. Рикетс Л .У., Бриджес Дж. Э., Майлета Дж. Элетромагнитный импульс и методы защиты: Пер. с англ. / Под ред. H.A. Ухина.-- М.: Атомиздат, 1979.—453 с.

62. Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1981. -224 с.

63. Ромаш Э.М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1975. -175 с.

64. Рудык С.Д., Турчанинов В.Е., Тюрин A.M., Черепнин A.A. Преобразователь постоянного напряжения. / A.c. 978293 (СССР).

65. Системы бесконтактного управления ведущих зарубежных фирм. Обзор зарубежной техники. М., ЦИНТИ, Электропром., 1962.

66. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник / В.В. Бачурин, В.Я. Ваксенбург, В.П. Дьяконов и др.; Под ред. В.П. Дьяконова. М.: Радио и связь, 1994. -280 с.

67. Федосов А.Н. Конвертор. / A.c. 750676 (СССР).

68. Филатов Л.Б., Колосов В.А., Степанов Л.Д., Курбатовский Ю.Н. Расчет теплоотводов для силовых элементов вторичных источников питания.— Электронная техника. Сер. Радиодетали и радиокомпоненты., Вып. 1 (58), 1985.

69. Функциональные устройства систем электропитания наземной РЭА/ Авдеев В.В., Костиков В.Г., Новожилов A.M., Чистяков В.И.; Под ред. Костикова В.Г. -М.: Радио и связь, 1990.

70. Черепанов В.П., Хрулев А.К, Блудов И.П. Электронные приборы для защиты РЭА от электрических перегрузок. Справочник.—М.: Радио исвязь, 1994.,-224 с.

71. Чернышов A.A., Малов С.К. Вопросы проетирования дросселей фильтров устройств вычислительной техники с минимальным расходом магнитного материала. Томск., ТИАСУР. - 11 с.

72. Шабоян С.А. Силовые транзисторные защищенные ключи // Электротехника, 1986. №5. - с.38-40.

73. Шидловский А.К., Драбович Ю.И., Криштафович И.А. Мощные полевые транзисторы и их применение в преобразовательной технике. -Киев., 1987. -54 с. (Препринт / АН УССР. Институт электродинамики; № 540).

74. Харада К., Набэсима Т. Применение магнитных усилителей в высокочастотных импульсных преобразователях постоянного напряжения // ТИИЭР, т.76, №4, 1988. - с. 60-66.

75. Электрическая прочность полупровдниковых приборов при импульсной нагрузке / Г.Б. Абдулаев, З.А. Искандер-Заде, В.В. Ведерников и др.—В кн.: Полупроводниковая электроника в технике связи. М.: Радио и связь, 1983. - Вып. 23. - с. 32-38.

76. Эраносян С.А., Журавлев Б.Н. Особенности построения бестрансформаторных инверторов: Современные задачи преобразовательной техники. Киев: Изд. ИЭД АН УССР, 1975, ч.б, с 391-395.

77. Юриков П.А. Защита электростанций и подстанций 3—500 кВ от прямых ударов молний.—М.: Энергоиздат, 1982. 256 с.

78. Frank R., Janikowski R. Trends in power 1С development. Powerconvers. and intell. motion (USA). April 1986, vol. 12, № 4. p. 26-29.

79. Data Book. Diode Semiconductor, 1981 (Ed. 47).—p. 438-474.