Het werkingsprincipe van schakeltransistors in schakelvoedingen
Strikt genomen is het proces van het schakelen van een transistor van geleiding naar uitschakeling zeer complex, maar bij het analyseren van het werkingsprincipe vereenvoudigen we meestal eerst enkele niet-belangrijke kwesties. Wanneer een stroomschakelaarbuis bijvoorbeeld aan of uit wordt gezet, beschouwen wij dit als een ideale schakelaar die slechts in twee standen werkt: aan of uit. Maar in werkelijkheid zijn de geleiding en het uitschakelen van de schakeltransistor beide zeer complexe processen. Naast geleiding of uitschakeling is er nog een ander probleem dat bij hoge frequenties niet kan worden genegeerd, namelijk het werkproces van de schakeltransistor van het afsnijgebied naar het versterkingsgebied, en vervolgens van het versterkingsgebied naar het verzadigingsgebied wanneer deze geleidt. Dit werkproces vereist het gebruik van differentiaalvergelijkingen om op te lossen, en ik wil het hier niet te ingewikkeld voor je introduceren.
Simpel gezegd: het kost tijd voordat de stroomschakelaarbuis wordt in- en uitgeschakeld. Over het algemeen wordt de geleidingstijd ton van de schakelbuis eenvoudigweg verdeeld in een geleidingsvertragingstijd td en een geleidingsstijgtijd tr, terwijl de uitschakeltijd toff van de schakelbuis wordt verdeeld in een uitschakelvertragingstijd tstg (of uitschakelopslagtijd) en een uitschakeltijd tf.
Als de stroom wordt uitgeschakeld tijdens een werkcyclus, moet de uitgangsspanning de filterenergieopslagcondensator opladen. Door de hoge 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, maar daarna neigt deze geleidelijk normaal te worden, 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 geleidelijk naar de normale waarde.
Strikt genomen werken geschakelde voedingen altijd in een onstabiele toestand, en stabiliteit is slechts relatief. Het spanningsstabilisatieproces van een schakelende voeding is bijvoorbeeld als volgt: wanneer de uitgangsspanning toeneemt, zal het bemonsteringscircuit, na bemonstering en vergelijking, een foutsignaal afgeven aan het pulsbreedtemodulatiecircuit, waardoor de duty-cycle wordt verminderd en dus de uitgangsspanning wordt verlaagd; Nadat de uitgangsspanning is afgenomen, zal het bemonsteringscircuit, na bemonstering en vergelijking, een foutsignaal uitvoeren naar het pulsbreedtemodulatiecircuit om de werkcyclus te vergroten, waardoor de uitgangsspanning wordt verhoogd. Deze cyclus herhaalt zich en de uitgangsspanning van de schakelende voeding zal altijd rond de gemiddelde spanning op een bepaalde frequentie schommelen. De zogenaamde spanningsstabilisatie zorgt ervoor dat de gemiddelde uitgangsspanning relatief stabiel is.
