Principiul de funcționare al tuburilor comutatoare în sursele de alimentare cu comutare
Strict vorbind, procesul de trecere de la conducție la cutoff este unul foarte complex, dar atunci când analizăm principiul de lucru, de obicei simplificăm mai întâi unele probleme neprincipale. De exemplu, atunci când întrerupătorul de alimentare este pornit sau oprit, îl considerăm un întrerupător ideal care funcționează doar în două stări: pornit sau oprit. Dar, de fapt, conducerea și oprirea unui tub comutator sunt ambele procese foarte complexe. Pe lângă realizarea sau spargerea, există și o problemă care nu poate fi ignorată la frecvențe înalte. Când tubul comutator este pornit, acesta operează din regiunea de tăiere în regiunea de amplificare și apoi din regiunea de amplificare în regiunea de saturație. Acest proces de lucru necesită utilizarea ecuațiilor diferențiale pentru a le rezolva și nu vreau să vă prezint aici prea complex.
Mai simplu spus, este nevoie de timp pentru ca comutatorul de alimentare să se pornească și să se oprească. În general, timpul de pornire a tubului de comutare este împărțit pur și simplu în timpul de întârziere la pornire td și timpul de creștere tr, în timp ce timpul de oprire toff al tubului de comutare este împărțit în timpul de întârziere la oprire tstg (cunoscut și sub denumirea de stocare la oprire). timpul) și timpul de cădere tf.
În primul ciclu de lucru al unei surse de alimentare cu comutare, tensiunea de ieșire trebuie să încarce condensatorul de stocare a energiei filtrului. Datorită curentului mare de încărcare, sarcina va fi grea (sau echivalentă cu un scurtcircuit de sarcină). Prin urmare, sursele de alimentare cu comutare generale trebuie să adopte măsuri de pornire ușoară. La început, ciclul de funcționare este foarte mic, apoi devine treptat normal, adică puterea de ieșire este foarte mică la început, apoi crește treptat. La început, tensiunea de lucru este relativ scăzută, apoi crește încet la valoarea normală.
Strict vorbind, sursele de alimentare comutatoare funcționează întotdeauna într-o stare instabilă, iar stabilitatea este doar relativă. De exemplu, procesul de stabilizare a tensiunii a unei surse de alimentare comutatoare este următorul: atunci când tensiunea de ieșire crește, după eșantionare și comparare, circuitul de eșantionare va scoate un semnal de eroare către circuitul de modulare a lățimii impulsului, reducând ciclul de lucru și reducând astfel tensiune de ieșire; După ce tensiunea de ieșire scade, după eșantionare și comparare, circuitul de eșantionare va scoate un semnal de eroare către circuitul de modulare a lățimii impulsului, crescând ciclul de lucru și creșterea tensiunii de ieșire. În acest ciclu repetat, tensiunea de ieșire a sursei de comutare va oscila întotdeauna în sus și în jos la o anumită frecvență la valoarea medie a tensiunii, iar așa-numita stabilizare a tensiunii este doar că valoarea medie a tensiunii de ieșire este relativ stabilă.
Curentul care curge prin bobina primară a unui transformator de comutare nu este o valoare stabilă, de obicei o undă cu dinți de ferăstrău, iar curentul de ieșire al redresorului este, de asemenea, același. Conducerea cu curent constant al LED-ului se referă, în general, la curentul de ieșire stabil al filtrului după filtrare, care se referă și la valoarea medie, în timp ce curentul de intrare al filtrului este, în general, o undă cu dinte de ferăstrău.
Primul ciclu al unei surse de alimentare cu comutație este, în general, considerat că începe de la conducția tranzistorului comutator, care depinde în principal de unde începe circuitul pe care doriți să îl analizați. Dacă se referă la momentul în care toate circuitele sursei de alimentare comutatoare încep să funcționeze, poate fi considerată ca începând din momentul în care comutatorul de alimentare este pornit. Dacă trebuie să analizați forma de undă a fiecărui punct, trebuie să luați forma de undă a unui anumit dispozitiv din circuit ca punct de referință (sau sincronizare).
În primul ciclu al sursei de alimentare cu comutare, circuitul de eșantionare nu funcționează în general, deoarece tensiunea de ieșire încarcă condensatorul filtrului, care durează mai multe cicluri pentru a se încărca la valoarea normală. Numai după ce tensiunea de ieșire atinge valoarea normală circuitul de eșantionare poate funcționa normal. Cu toate acestea, înainte ca circuitul de eșantionare să funcționeze corect, tensiunea de ieșire a acestuia este egală cu 0, care este, de asemenea, considerat un caz special de ieșire a semnalului de eroare (valoare maximă negativă). În acest caz, dacă sursa de comutare nu are un circuit de pornire ușoară, ciclul de funcționare al tubului comutatorului va fi mare în timpul funcționării, ceea ce poate satura cu ușurință transformatorul și poate deteriora tubul comutatorului.
