Nguyên lý làm việc của chuyển mạch bóng bán dẫn trong nguồn điện chuyển mạch
Nói một cách chính xác, quá trình chuyển đổi một bóng bán dẫn từ dẫn sang cắt là một quá trình rất phức tạp, nhưng khi phân tích nguyên lý hoạt động của nó, trước tiên chúng ta thường đơn giản hóa một số vấn đề không quan trọng. Ví dụ, khi một ống công tắc nguồn được bật hoặc tắt, chúng tôi coi đó là một công tắc lý tưởng chỉ hoạt động ở hai trạng thái bật hoặc tắt. Nhưng trên thực tế, việc dẫn điện và tắt bóng bán dẫn chuyển mạch đều là những quá trình rất phức tạp. Ngoài việc dẫn hay tắt, còn có một vấn đề khác không thể bỏ qua ở tần số cao, đó là quá trình làm việc của bóng bán dẫn chuyển mạch từ vùng cắt sang vùng khuếch đại, rồi từ vùng khuếch đại sang vùng bão hòa khi nó dẫn điện. Quá trình làm việc này yêu cầu sử dụng các phương trình vi phân để giải và tôi không muốn giới thiệu nó quá phức tạp với các bạn ở đây.
Nói một cách đơn giản, cần có thời gian để ống công tắc nguồn bật và tắt. Nói chung, tấn thời gian dẫn của ống công tắc được chia đơn giản thành thời gian trễ dẫn td và thời gian tăng dẫn tr, trong khi thời gian tắt toff của ống công tắc được chia thành thời gian trễ tắt máy tstg (hoặc thời gian lưu trữ tắt máy) và thời gian tắt máy tf.
Tắt nguồn trong chu kỳ làm việc, điện áp đầu ra cần sạc cho tụ lưu trữ năng lượng lọc. Do dòng sạc cao nên tải sẽ nặng (hoặc tương đương với tải ngắn mạch). Vì vậy, các nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch nói chung cần áp dụng các biện pháp khởi động mềm. Lúc đầu, chu kỳ làm việc rất nhỏ, sau đó dần dần có xu hướng bình thường, tức là lúc đầu công suất đầu ra rất nhỏ, sau đó tăng dần. Lúc đầu, điện áp làm việc tương đối thấp, sau đó tăng dần đến giá trị bình thường.
Nói một cách chính xác, các bộ nguồn ở chế độ chuyển mạch luôn hoạt động ở trạng thái không ổn định, độ ổn định chỉ mang tính chất tương đối. Ví dụ, quy trình ổn định điện áp của nguồn điện chuyển mạch như sau: khi điện áp đầu ra tăng, sau khi lấy mẫu và so sánh, mạch lấy mẫu sẽ xuất tín hiệu lỗi đến mạch điều chế độ rộng xung, làm giảm chu kỳ làm việc và do đó làm giảm điện áp đầu ra; Sau khi điện áp đầu ra giảm, sau khi lấy mẫu và so sánh, mạch lấy mẫu sẽ xuất tín hiệu lỗi đến mạch điều chế độ rộng xung để tăng chu kỳ làm việc, từ đó làm tăng điện áp đầu ra. Chu kỳ này lặp lại và điện áp đầu ra của nguồn điện chuyển mạch sẽ luôn dao động xung quanh điện áp trung bình ở một tần số nhất định. Cái gọi là ổn định điện áp chỉ là điện áp đầu ra trung bình tương đối ổn định.
