Het werkingsprincipe van schakelbuizen in schakelvoedingen
Strikt genomen is het proces van het overschakelen van geleiding naar afsnijding zeer complex, maar bij het analyseren van het werkingsprincipe vereenvoudigen we meestal eerst enkele niet-hoofdproblemen. Wanneer de aan/uit-schakelaar bijvoorbeeld aan of uit staat, beschouwen wij het als een ideale schakelaar die slechts in twee standen werkt: aan of uit. Maar in feite zijn de geleiding en het uitschakelen van een schakelbuis beide zeer complexe processen. Naast maken of breken is er bij hoge frequenties ook een probleem dat niet kan worden genegeerd. Wanneer de schakelbuis is ingeschakeld, werkt deze van het afsnijgebied naar het versterkingsgebied, en vervolgens van het versterkingsgebied naar het verzadigingsgebied. Dit werkproces vereist het gebruik van differentiaalvergelijkingen om op te lossen, en ik wil je hier niet te complex introduceren.
Simpel gezegd: het duurt even voordat de aan-uitschakelaar wordt in- en uitgeschakeld. Over het algemeen wordt de aan-tijd ton van de schakelbuis eenvoudigweg verdeeld in de aan-vertragingstijd td en de aan-stijgtijd tr, terwijl de uit-tijd tooff van de schakelbuis wordt verdeeld in de uit-vertragingstijd tstg (ook bekend als de uit-opslagtijd). tijd) en de uitvaltijd tf.
In de eerste werkcyclus van een schakelende voeding moet de uitgangsspanning de filterenergieopslagcondensator opladen. Vanwege de grote laadstroom zal de belasting zwaar zijn (of gelijkwaardig aan kortsluiting in de belasting). Daarom moeten algemene schakelende voedingen zachte startmaatregelen nemen. In het begin is de inschakelduur erg klein, en dan wordt deze geleidelijk normaal, dat wil zeggen dat het uitgangsvermogen in het begin erg klein is en vervolgens geleidelijk toeneemt. In het begin is de werkspanning relatief laag, maar daarna stijgt deze langzaam naar de normale waarde.
Strikt genomen functioneren schakelende voedingen altijd in een onstabiele toestand, en stabiliteit is slechts relatief. Het spanningsstabilisatieproces van een schakelende voeding is bijvoorbeeld als volgt: wanneer de uitgangsspanning stijgt, zal het bemonsteringscircuit, na bemonstering en vergelijking, een foutsignaal naar het pulsbreedtemodulatiecircuit sturen, waardoor de duty-cycle wordt verminderd en dus de uitgangsspanning; Nadat de uitgangsspanning is afgenomen, zal het bemonsteringscircuit, na bemonstering en vergelijking, een foutsignaal naar het pulsbreedtemodulatiecircuit sturen, waardoor de duty-cycle toeneemt en de uitgangsspanning toeneemt. In deze herhaalde cyclus zal de uitgangsspanning van de schakelende voeding altijd op en neer oscilleren met een bepaalde frequentie bij de gemiddelde spanningswaarde, en de zogenaamde spanningsstabilisatie houdt in dat de gemiddelde uitgangsspanningswaarde relatief stabiel is.
De stroom die door de primaire spoel van een schakeltransformator vloeit, is geen stabiele waarde, meestal een zaagtandgolf, en de uitgangsstroom van de gelijkrichter is ook hetzelfde. Constante stroomaansturing van LED's verwijst over het algemeen naar de stabiele uitgangsstroom van het filter na filtering, wat ook verwijst naar de gemiddelde waarde, terwijl de ingangsstroom van het filter over het algemeen een zaagtandgolf is.
Over het algemeen wordt aangenomen dat de eerste cyclus van een schakelende voeding begint met de geleiding van de schakeltransistor, wat vooral afhangt van waar het circuit dat je wilt analyseren begint. Als het betrekking heeft op het moment waarop alle circuits van de schakelende voeding beginnen te werken, kan dit worden beschouwd vanaf het moment dat de aan/uit-schakelaar wordt ingeschakeld. Als u de golfvorm van elk punt moet analyseren, moet u de golfvorm van een bepaald apparaat in het circuit als referentiepunt (of synchronisatie) nemen.
In de eerste cyclus van de schakelende voeding werkt het bemonsteringscircuit over het algemeen niet omdat de uitgangsspanning de filtercondensator oplaadt, wat verschillende cycli nodig heeft om op te laden tot de normale waarde. Pas nadat de uitgangsspanning de normale waarde heeft bereikt, kan het bemonsteringscircuit normaal werken. Voordat het bemonsteringscircuit echter goed werkt, is de uitgangsspanning gelijk aan 0, wat ook wordt beschouwd als een speciaal geval van foutsignaaluitvoer (negatieve maximale waarde). Als de schakelende voeding in dit geval geen softstartcircuit heeft, zal de werkcyclus van de schakelbuis tijdens bedrijf groot zijn, waardoor de transformator gemakkelijk kan worden verzadigd en de schakelbuis kan worden beschadigd.
