หลักการทำงานของการสลับทรานซิสเตอร์ในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
พูดอย่างเคร่งครัด กระบวนการเปลี่ยนทรานซิสเตอร์จากการนำไฟฟ้าไปเป็นคัทออฟนั้นซับซ้อนมาก แต่เมื่อวิเคราะห์หลักการทำงานของมัน เรามักจะทำให้ปัญหาที่ไม่สำคัญบางอย่างง่ายขึ้นก่อน ตัวอย่างเช่น เมื่อเปิดหรือปิดท่อสวิตช์ไฟ เราถือว่าเป็นสวิตช์ในอุดมคติที่ทำงานในสองสถานะเท่านั้น เปิดหรือปิด แต่ในความเป็นจริง การนำไฟฟ้าและการปิดสวิตช์ทรานซิสเตอร์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมาก นอกจากการนำหรือปิดแล้ว ยังมีอีกปัญหาหนึ่งที่ไม่สามารถละเลยได้ที่ความถี่สูง ซึ่งก็คือกระบวนการทำงานของการสลับทรานซิสเตอร์จากบริเวณคัตออฟไปยังบริเวณแอมพลิฟายเออร์ และจากบริเวณแอมพลิฟายเออร์ไปยังบริเวณความอิ่มตัวเมื่อดำเนินการ กระบวนการงานนี้ต้องใช้สมการเชิงอนุพันธ์ในการแก้โจทย์ และฉันไม่อยากจะแนะนำให้คุณรู้จักมันซับซ้อนเกินไปที่นี่
พูดง่ายๆ ก็คือต้องใช้เวลาในการเปิดและปิดท่อสวิตช์ไฟ โดยทั่วไป เวลาตันการนำไฟฟ้าของท่อสวิตช์จะแบ่งออกเป็น เวลาหน่วงการนำไฟฟ้า td และเวลาการเพิ่มขึ้นของการนำไฟฟ้า tr ในขณะที่เวลาปิดเครื่อง toff ของท่อสวิตช์แบ่งออกเป็น เวลาหน่วงการปิดเครื่อง tstg (หรือเวลาจัดเก็บปิดเครื่อง) และเวลาตกในการปิดเครื่อง tf
การปิดเครื่องในระหว่างรอบการทำงาน แรงดันเอาต์พุตจำเป็นต้องชาร์จตัวเก็บประจุเก็บพลังงานกรอง เนื่องจากกระแสไฟชาร์จสูง โหลดจะหนัก (หรือเทียบเท่ากับโหลดลัดวงจร) ดังนั้นอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั่วไปจึงจำเป็นต้องใช้มาตรการสตาร์ทแบบนุ่มนวล ในตอนแรก รอบการทำงานจะเล็กมาก แล้วค่อย ๆ มีแนวโน้มเป็นปกติ กล่าวคือ กำลังเอาต์พุตจะน้อยมากในช่วงแรกแล้วจึงค่อย ๆ เพิ่มขึ้น ในตอนแรก แรงดันใช้งานค่อนข้างต่ำ และค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็นค่าปกติ
พูดอย่างเคร่งครัด แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ทำงานในสถานะที่ไม่เสถียรเสมอ และความเสถียรนั้นสัมพันธ์กันเท่านั้น ตัวอย่างเช่น กระบวนการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีดังนี้: เมื่อแรงดันเอาต์พุตเพิ่มขึ้น หลังจากการสุ่มตัวอย่างและการเปรียบเทียบ วงจรการสุ่มตัวอย่างจะส่งสัญญาณข้อผิดพลาดไปยังวงจรมอดูเลตความกว้างพัลส์ ซึ่งจะลดรอบการทำงานและทำให้แรงดันเอาต์พุตลดลง หลังจากที่แรงดันเอาต์พุตลดลง หลังจากการสุ่มตัวอย่างและการเปรียบเทียบ วงจรการสุ่มตัวอย่างจะส่งสัญญาณข้อผิดพลาดไปยังวงจรมอดูเลตความกว้างพัลส์เพื่อเพิ่มรอบการทำงาน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงดันเอาต์พุต วงจรนี้จะเกิดซ้ำ และแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะแกว่งไปรอบๆ แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่ความถี่หนึ่งเสมอ สิ่งที่เรียกว่า-การรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ก็คือแรงดันไฟฟ้าขาออกโดยเฉลี่ยค่อนข้างคงที่
