تطبيقات التبديل الناعمة في تبديل مصادر الطاقة
في الوقت الحاضر، يتم استخدام تحويل مصدر الطاقة على نطاق واسع في جميع المعدات الإلكترونية تقريبًا التي تتميز بخصائص الحجم الصغير والوزن الخفيف والكفاءة العالية، وهي طريقة إمداد طاقة لا غنى عنها للتطور السريع لصناعة المعلومات الإلكترونية اليوم. إنه مصدر طاقة لا غنى عنه للتطور السريع لصناعة المعلومات الإلكترونية اليوم.
التبديل الصعب والتبديل الناعم في تبديل مصادر الطاقة مخصصان لتبديل الترانزستورات. التبديل الصعب هو تشغيل أو إيقاف تشغيل ترانزستور التبديل بالقوة بغض النظر عن الجهد أو التيار الموجود على ترانزستور التبديل. عندما يكون جهد وتيار أنبوب التبديل (بين المصرف والمصدر، أو بين المجمع والباعث)، كبيرًا، فإن تبديل أنبوب التبديل، بسبب التبديل بين تبديل حالة أنبوب التبديل (من التوصيل إلى القطع، أو من القطع إلى التوصيل) يستغرق وقتًا طويلاً كمية معينة من الوقت، والتي سوف تتسبب في تبديل حالة أنبوب التبديل لفترة معينة من الزمن، والجهد والتيار هناك تقاطع عبر المنطقة، والتقاطع الناجم عن فقدان أنبوب التبديل (تبديل فقدان تبديل الأنبوب) مع التبديل التردد، وفقدان تبديل أنبوب التبديل. يزداد فقدان التبديل (فقد التبديل في أنبوب التبديل) بسرعة مع زيادة تردد التبديل.
في حالة الأحمال الحثية، يتم حث ارتفاع الجهد عند إيقاف تشغيل ترانزستور التبديل. كلما زاد تردد التبديل، زادت سرعة إيقاف التشغيل، وارتفع الجهد المستحث. تتم إضافة هذا الجهد إلى طرفي جهاز التبديل، مما قد يؤدي بسهولة إلى تعطل الجهاز.
في حالة الأحمال السعوية، يكون ارتفاع التيار في لحظة تبديل توصيل الترانزستور مرتفعًا. لذلك، عندما يتم تشغيل ترانزستور التبديل بجهد عالٍ جدًا، فإن كل الطاقة المخزنة في سعة الوصلة لترانزستور التبديل سوف تتبدد في الجهاز على شكل تيار. كلما زاد التردد، زاد ارتفاع تيار التشغيل، مما قد يتسبب في تلف أنبوب التبديل بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن الصمام الثنائي في دائرة المعدل الثانوية عالية التردد، من التوصيل إلى القطع، هناك فترة استرداد عكسية، وتبديل الترانزستور في الفترة، من السهل إنتاج تيار تدفق كبير. من الواضح أنه كلما زاد التردد، زاد تيار التدفق، مما يضر بالتشغيل الآمن لترانزستور التبديل.
أخيرًا، في مصدر طاقة التبديل المستخدم للتبديل الصعب، يولد ترانزستور التبديل إزعاجًا كهرومغناطيسيًا خطيرًا. مع زيادة التردد وزيادة di/dt وdu/dt في الدائرة، يزداد أيضًا الإزعاج الكهرومغناطيسي المتولد. مع زيادة التردد وزيادة di/dt وdu/dt في الدائرة، يزداد أيضًا التداخل الكهرومغناطيسي المتولد، مما يؤثر على التشغيل العادي لمصدر طاقة التحويل نفسه والمعدات الإلكترونية المحيطة.
المشاكل المذكورة أعلاه تعيق بشكل خطير تحسين تردد التشغيل لأجهزة التبديل (تبديل الترانزستورات والثنائيات المعدلة عالية التردد). في السنوات الأخيرة، قدمت الأبحاث المتعلقة بتكنولوجيا التبديل الناعم طريقة فعالة للتغلب على العيوب المذكورة أعلاه. توفر أبحاث تكنولوجيا التبديل الناعمة التي أجريت في السنوات الأخيرة طريقة فعالة للتغلب على العيوب المذكورة أعلاه. على عكس مبدأ التبديل الصعب، فإن عملية إيقاف التشغيل الناعمة المثالية هي أن ينخفض التيار إلى الصفر أولاً، ويرتفع الجهد ببطء إلى قيمة خارج الحالة، بحيث يتم تقليل خسارة إيقاف التشغيل. تبلغ خسارة إيقاف التشغيل صفرًا تقريبًا لأن التيار قد انخفض بالفعل إلى الصفر قبل إيقاف تشغيل الجهاز. نظرًا لأن التيار قد انخفض بالفعل إلى الصفر قبل إيقاف تشغيل الجهاز، فقد تم حل مشكلة إيقاف التشغيل الاستقرائي. إن عملية التشغيل الناعمة المثالية هي تلك التي ينخفض فيها الجهد أولاً إلى الصفر ويرتفع التيار ببطء إلى القيمة خارج الحالة. عملية التشغيل الناعمة المثالية هي انخفاض الجهد لأول مرة إلى الصفر، والتيار يرتفع ببطء إلى قيمة حالة التشغيل، وبالتالي فإن خسارة التشغيل تكون صفر تقريبًا، ويكون جهد سعة توصيل الجهاز أيضًا صفرًا، مما يحل مشكلة تشغيل السعة مشكلة. في الوقت نفسه، تنتهي عملية الاسترداد العكسي للصمام الثنائي عند التشغيل، وبالتالي لا توجد مشكلة الاسترداد العكسي للصمام الثنائي.
تساهم تقنية التبديل الناعم أيضًا في تقليل مستويات الإزعاج الكهرومغناطيسي نظرًا لأن ترانزستور التبديل يعمل عند جهد صفري وينطفئ عند صفر تيار، في حين أن صمام ثنائي الاسترداد السريع يكون أيضًا في وضع إيقاف التشغيل الناعم.
وفي الوقت نفسه، يتم أيضًا إيقاف تشغيل الصمام الثنائي للاسترداد السريع، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من di/dt وdu/dt لجهاز الطاقة، وبالتالي يمكن تقليل مستوى EMI.
