Принцип работы переключающих транзисторов в импульсных источниках питания: систематический анализ
Строго говоря, процесс переключения транзистора из режима проводимости в режим отсечки очень сложен, но, анализируя принцип его работы, мы обычно сначала упрощаем некоторые не важные вопросы. Например, когда трубка переключателя мощности включена или выключена, мы считаем ее идеальным переключателем, который работает только в двух состояниях: включено или выключено. Но на самом деле проводимость и закрытие переключающего транзистора — очень сложные процессы. Помимо проводимости или выключения, существует еще одна проблема, которую нельзя игнорировать на высоких частотах, а именно рабочий процесс переключения транзистора из области отсечки в область усиления, а затем из области усиления в область насыщения при его проводимости. Этот рабочий процесс требует использования дифференциальных уравнений для решения, и я не хочу представлять вам его здесь слишком сложным.
Проще говоря, требуется время, чтобы трубка переключателя питания включилась и выключилась. Обычно время проводимости ton трубки переключателя просто делится на время задержки проводимости td и время нарастания проводимости tr, тогда как время выключения toff трубки переключателя делится на время задержки выключения tstg (или время хранения при отключении) и время спада выключения tf.
Импульсные источники питания имеют рабочие циклы, и из-за выходного напряжения фильтрующий накопительный конденсатор энергии необходимо заряжать. Поскольку зарядный ток велик, нагрузка будет большой (или эквивалентной короткому замыканию нагрузки), поэтому в обычных импульсных источниках питания необходимо применять меры плавного запуска. Вначале рабочий цикл мал, а затем постепенно стремится к норме, то есть выходная мощность вначале мала, а затем постепенно увеличивается. Вначале рабочее напряжение относительно низкое, а затем постепенно повышается до нормального значения.
Строго говоря, импульсные источники питания всегда работают в нестабильном состоянии, а стабильность относительна. Например, процесс стабилизации напряжения импульсного источника питания выглядит следующим образом: при увеличении выходного напряжения после выборки и сравнения схема выборки выдает сигнал ошибки в схему широтно-импульсной модуляции, уменьшая рабочий цикл и тем самым уменьшая выходное напряжение; После того, как выходное напряжение уменьшится, после выборки и сравнения, схема выборки выдаст сигнал ошибки в схему широтно-импульсной модуляции, чтобы увеличить рабочий цикл, тем самым увеличивая выходное напряжение. Этот цикл повторяется, и выходное напряжение импульсного источника питания всегда будет колебаться вокруг среднего напряжения с определенной частотой. Так называемая-стабилизация напряжения заключается в том, что среднее выходное напряжение относительно стабильно.
