Aplicații de comutare soft în sursele de alimentare cu comutare
În prezent, sursa de alimentare comutată este utilizată pe scară largă în aproape toate echipamentele electronice cu caracteristici de dimensiune mică, greutate redusă și eficiență ridicată, care este o metodă de alimentare indispensabilă pentru dezvoltarea rapidă a industriei de informații electronice de astăzi. Este o sursă de alimentare indispensabilă pentru dezvoltarea rapidă a industriei de informații electronice de astăzi.
Comutarea tare și comutarea soft în sursele de alimentare cu comutare sunt pentru comutarea tranzistoarelor. Comutarea tare înseamnă pornirea sau oprirea forțată a tranzistorului de comutare, indiferent de tensiunea sau curentul de pe tranzistorul de comutare. Atunci când tensiunea și curentul tubului de comutare (între scurgere și sursă, sau între colector și emițător) sunt mari, comutarea tubului de comutare, datorită comutării între starea tubului de comutare (de la conducție la întrerupere, sau de la întrerupere la conducție) necesită o anumită perioadă de timp, ceea ce va determina schimbarea stării tubului de comutare pentru o anumită perioadă de timp, tensiunea și curentul există o încrucișare peste regiune, trecerea cauzată de pierderea tubului de comutare (pierderea de comutare a tubului de comutare) odată cu comutarea frecvența, pierderea de comutare a tubului de comutare. Pierderea de comutare (pierderea de comutare a tubului de comutare) crește rapid odată cu creșterea frecvenței de comutare.
În cazul sarcinilor inductive, este indusă o tensiune de vârf atunci când tranzistorul de comutare este oprit. Cu cât frecvența de comutare este mai mare, cu atât este mai rapidă oprirea și tensiunea indusă este mai mare. Această tensiune este adăugată la ambele capete ale dispozitivului de comutare, ceea ce poate cauza cu ușurință defectarea dispozitivului.
În cazul sarcinilor capacitive, curentul de vârf în momentul comutării conducției tranzistorului este mare. Prin urmare, atunci când tranzistorul de comutare este pornit la o tensiune foarte mare, toată energia stocată în capacitatea de joncțiune a tranzistorului de comutare va fi disipată în dispozitiv sub formă de curent. Cu cât frecvența este mai mare, cu atât vârful curentului de pornire este mai mare, ceea ce poate cauza deteriorarea prin supraîncălzire a tubului de comutare.
În plus, dioda din circuitul redresor de înaltă frecvență secundară, de la conducție până la întrerupere, există o perioadă de recuperare inversă, tranzistorul de comutare în perioada de pornire, este ușor să se producă un curent de pornire mare. Evident, cu cât frecvența este mai mare, cu atât este mai mare curentul de pornire, ceea ce este dăunător pentru funcționarea în siguranță a tranzistorului de comutare.
În cele din urmă, în sursa de alimentare cu comutație utilizată pentru comutarea tare, tranzistorul de comutare generează neplăceri electromagnetice grave. Pe măsură ce frecvența crește și di/dt și du/dt din circuit cresc, de asemenea, neplăcerea electromagnetică generată crește. Pe măsură ce frecvența crește și di/dt și du/dt în circuit cresc, crește și EMI generat, afectând funcționarea normală a sursei de alimentare în comutație în sine și a echipamentelor electronice din jur.
Problemele de mai sus împiedică serios îmbunătățirea frecvenței de funcționare a dispozitivelor de comutare (tranzistoare de comutare și diode redresoare de înaltă frecvență). În ultimii ani, cercetarea tehnologiei de comutare soft a oferit o modalitate eficientă de a depăși defectele de mai sus. Cercetarea tehnologiei soft switching efectuată în ultimii ani oferă o modalitate eficientă de a depăși defectele de mai sus. Spre deosebire de principiul de comutare tare, procesul ideal de oprire moale este ca curentul să scadă mai întâi la zero, iar tensiunea să crească lent până la valoarea stării de oprire, astfel încât pierderea de oprire este redusă. Pierderea la oprire este aproximativ zero, deoarece curentul a scăzut deja la zero înainte ca dispozitivul să fie oprit. Deoarece curentul a scăzut deja la zero înainte ca dispozitivul să fie oprit, problema opririi inductive este rezolvată. Procesul ideal de pornire ușoară este unul în care tensiunea scade mai întâi la zero și curentul crește lent până la valoarea de oprire. Procesul ideal de pornire moale este ca tensiunea să scadă mai întâi la zero, curentul crescând lent până la valoarea stării de pornire, astfel încât pierderea la pornire este aproximativ zero, tensiunea capacității joncțiunii dispozitivului este, de asemenea, zero, rezolvând pornirea capacitivă. problemă. În același timp, procesul de recuperare inversă a diodei se încheie la pornire, astfel încât problema de recuperare inversă a diodei nu există.
Tehnologia soft-switching contribuie, de asemenea, la reducerea nivelurilor de disconfort electromagnetice datorită faptului că tranzistorul de comutare conduce la tensiune zero și se oprește la curent zero, în timp ce dioda de recuperare rapidă este, de asemenea, soft-off.
În același timp, dioda de recuperare rapidă este, de asemenea, oprită ușor, ceea ce poate reduce semnificativ di/dt și du/dt ale dispozitivului de alimentare și astfel nivelul EMI poate fi redus.
