[ Проектирование
источников
электроПитания
электронной аППаратуры
Под редакцией доктора технических наук,
профессора в.а. Шахнова
Четвертое издание, переработанное и дополненное
Рекомендовано УМО вузов Российской Федерации
по образованию в области радиотехники, электроники,
биомедицинской техники и автоматизации
в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальностям 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»
и 210202 «Проектирование и технология электронновычислительных средств» направления 210200 «Проектирование и технология электронных средств»
УДК 621.314(075.8) ББК 31.264.5я73 П Рецензенты:
С.Б. Беневоленский, заведующий кафедрой «Электроника и информатика»
«МАТИ» — РГТУ им К.Э. Циолковского, д-р техн. наук, проф., В.Д. Шашурин, заведующий кафедрой «Технологии приборостроения» Московского государственного технического универститета им. Н.Э. Баумана, д-р техн.
наук, проф.
Проектирование источников электропитания электронной П79 аппаратуры : учебное пособие / О.К. Березин, В.Г. Костиков, Е.М. Парфенов и др. ; под ред. В. А. Шахнова. — 4 изд., перераб. и доп. — М. : КНОРУС, 2010.— 536 с.
ISBN Рассмотрены вопросы схемотехнического и конструкторского проектирования низковольтных и высоковольтных источников электропитания электронной аппаратуры различного назначения, а также их особенности, определяемые характеристиками систем автономного электроснабжения, характером нагрузки и условиями эксплуатации. Приведены справочные данные для курсового и дипломного проектирования.
Четвертое издание (3-е — 2005 г.) дополнено результатами исследований и разработок источников электропитания на базе полевых и биполярных транзисторов с изолированным затвором, примерами расчетов.
Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов, изучающих электротехнику, электронику и конструкторское проектирование электронной аппаратуры.
УДК 621.314(075.8) ББК 31.264.5я Березин Олег Константинович, Костиков Владимир Григорьевич, Парфенов Евгений Михайлович, Скрипко Анатолий Афанасьевич, Шахнов Вадим Анатольевич
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.60.953.Д.003365.04.09 от 01.04.2009 г.Изд. № 1468. Подписано в печать 14.08. Формат 60х90/16. Гарнитура «PetersburgC». Печать офсетная.
Усл. печ. л. 33,5. Уч.-изд. л. 31,0. Тираж 2000 экз. Заказ № ООО «Издательство КноРус».
129110, Москва, ул. Большая Переяславская, 46, стр. 7.
Тел.: (495) 680-7254, 680-0671, 680-1278.
E-mail: [email protected] http://www.knorus.ru Отпечатано в ОАО «ИПК «Ульяновский Дом печати».
432980, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14.
© Коллектив авторов, © ЗАО «МЦФЭР», ISBN 9785406002308 © ООО «Издательство КноРус», Бывшим, настоящим и будущим студентам Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана посвящается
ПРЕДИСЛОВИЕ
Электроника, электронные средства и электронная аппаратура широко используются во всех сферах деятельности человека. Быто вая техника, транспорт, системы автоматизированного проектиро вания и производства, здравоохранение, оборонная техника, кос мос – далеко не полный перечень возможного использования элек тронной аппаратуры (ЭА). Столь широкое распространение ЭА определяет большой объем технических, эксплуатационных и эко номических требований как к ней самой, так и к ее составным узлам и устройствам. Одним из таких устройств, входящих практически во все виды ЭА, является источник электропитания. Только правиль но спроектированный и сконструированный источник электропита ния способен обеспечить нормальную работу ЭА на всех этапах ее жизненного цикла.Согласно государственным стандартам, источник электропи тания (ИЭП) – устройство, преобразующее поступающие от сис темы электроснабжения в ЭА напряжение и ток до оговоренных в технической документации номиналов, показателей стабильности и надежности. Источники электропитания, использующие хими коэлектрические гальванические элементы, электрохимические аккумуляторы, биохимические и биологические элементы, атом ноэлектрические устройства, в книге не рассматриваются ввиду специфичности их проектирования.
В учебнике отражены современные тенденции схемотехниче ской и конструкторской разработки ИЭП с использованием совре менной элементной базы. Приведены наиболее общие сведения по этим проблемам, по мнению авторов, достаточные для схемотехни ков, конструкторов и технологов. Содержание книги основано на ре зультатах исследований и разработок, выполненных авторами на предприятиях радиопромышленности, а также на учебных курсах «Источники электропитания РЭС» и «Источники электропитания ЭВС», которые авторы читают студентам МГТУ им. Н.Э. Баумана, проходящим подготовку по направлению «Проектирование и техно логия электронных средств» и специальностям «Проектирование и технология электронновычислительных средств» и «Проектирова ние и технология радиоэлектронных средств».
Следует отметить, что под термином «электронная аппаратура»
авторами подразумевается любой вид радиоэлектронной, электрон новычислительной и управляющей аппаратуры, построенной с ис пользованием полупроводниковой и микроэлектронной элементной базы. В современной учебной и научнотехнической литературе ши роко применяются термины «радиоэлектронная аппаратура», «ком пьютер», «электронная вычислительная машина – ЭВМ», «элект ронновычислительная аппаратура – ЭВА», «электронновычисли тельные средства – ЭВС», «радиоэлектронные средства – РЭС».
Принципиальных различий между этими терминами с точки зрения конструкторскосхемотехнического проектирования нет. Поэтому в дальнейшем изложении авторы используют термин «электронная аппаратура» (ЭА).
Используемые в ЭА полупроводниковые приборы, интеграль ные микросхемы, конденсаторы, резисторы, реле и другие компо ненты в научнотехнической литературе также называются пораз ному: элементы, компоненты, электрорадиоэлементы – ЭРЭ. Прин ципиальных отличий между этими терминами, по мнению авторов, также нет. В предлагаемой вниманию читателя книге отдается пред почтение термину «компонент».
Учебное пособие рассчитано на студентов, изучающих элект ротехнику, электронику, конструкторское проектирование ЭА и др.
Ограниченный объем не позволил охватить все вопросы, связан ные с созданием ИЭП, в частности, не рассмотрен столь важный раз дел, как организация производства ИЭП и обеспечение их качества в процессе производства. Эти проблемы достаточно подробно при ведены в учебнометодической и технической литературе по ЭА.
Выражаем благодарность сотрудникам кафедры «Проектиро вание и технология производства электронной аппаратуры» МГТУ им. Н.Э. Баумана, оказавшим помощь в подготовке издания, а также рецензентам: кафедре «Конструирование и технология радиоэлек тронных средств» Московского государственноего авиационнотехнологического университета (МГАТУ—МАТИ) (зав. кафедрой — доктор технических наук, профессор С.Б. Беневоленский) и кафедре «Технологии приборостроения» Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (зав. кафедрой — доктор технических наук, профессор Шашурин В.Д.).
Авторы будут признательны читателям за все замечания по содержанию учебного пособия, которые просим направлять по адресу:
129110, Москва, ул. Большая Переяславская, 46, стр. 7, ООО «Издательство КноРус».
«