مبدأ العمل لتبديل الترانزستورات في تبديل إمدادات الطاقة: تحليل منهجي
بالمعنى الدقيق للكلمة، فإن عملية تحويل الترانزستور من التوصيل إلى القطع هي عملية معقدة للغاية، ولكن عند تحليل مبدأ عمله، فإننا عادة ما نقوم بتبسيط بعض القضايا غير الرئيسية أولاً. على سبيل المثال، عند تشغيل أو إيقاف تشغيل أنبوب مفتاح الطاقة، فإننا نعتبره مفتاحًا مثاليًا يعمل في حالتين فقط، تشغيل أو إيقاف. لكن في الواقع، يعد توصيل وإيقاف تشغيل ترانزستور التبديل عمليتين معقدتين للغاية. بالإضافة إلى التوصيل أو الانطفاء، هناك مسألة أخرى لا يمكن تجاهلها عند الترددات العالية، وهي عملية عمل الترانزستور التحويلي من منطقة القطع إلى منطقة التضخيم، ثم من منطقة التضخيم إلى منطقة التشبع عند التوصيل. تتطلب عملية العمل هذه استخدام المعادلات التفاضلية لحلها، ولا أريد أن أقدمها لك هنا بشكل معقد للغاية.
ببساطة، يستغرق تشغيل وإيقاف أنبوب مفتاح الطاقة وقتًا. بشكل عام، يتم تقسيم وقت التوصيل لأنبوب التبديل ببساطة إلى وقت تأخير التوصيل td ووقت صعود التوصيل tr، في حين يتم تقسيم وقت إيقاف تشغيل أنبوب المفتاح إلى وقت تأخير إيقاف التشغيل tstg (أو وقت تخزين إيقاف التشغيل) ووقت سقوط إيقاف التشغيل tf.
يحتوي تبديل مصادر الطاقة على دورات عمل، وبسبب جهد الخرج، يجب شحن مكثف تخزين الطاقة المرشح. نظرًا لأن تيار الشحن كبير، فسيكون الحمل ثقيلًا (أو مكافئًا لدائرة قصر الحمل)، لذلك تحتاج مصادر طاقة التبديل العامة إلى اعتماد إجراءات البدء الناعم. في البداية، تكون دورة العمل صغيرة، ثم تميل تدريجياً إلى أن تكون طبيعية، أي أن طاقة الخرج تكون صغيرة في البداية ثم تزداد تدريجياً. في البداية، يكون جهد التشغيل منخفضًا نسبيًا، ثم يرتفع تدريجيًا إلى القيمة الطبيعية.
بالمعنى الدقيق للكلمة، تعمل مصادر الطاقة في وضع التبديل دائمًا في حالة غير مستقرة، ويكون الاستقرار نسبيًا فقط. على سبيل المثال، تكون عملية تثبيت الجهد لمصدر طاقة التبديل كما يلي: عندما يزيد جهد الخرج، بعد أخذ العينات والمقارنة، ستخرج دائرة أخذ العينات إشارة خطأ إلى دائرة تعديل عرض النبض، مما يقلل من دورة التشغيل وبالتالي يقلل جهد الخرج؛ بعد انخفاض جهد الخرج، وبعد أخذ العينات والمقارنة، ستخرج دائرة أخذ العينات إشارة خطأ إلى دائرة تعديل عرض النبضة لزيادة دورة التشغيل، وبالتالي زيادة جهد الخرج. تتكرر هذه الدورة، وسوف يتأرجح جهد الخرج لمصدر طاقة التحويل دائمًا حول متوسط الجهد عند تردد معين. إن ما يسمى-بتثبيت الجهد هو أن متوسط جهد الخرج يكون مستقرًا نسبيًا.
