O princípio de funcionamento dos transistores chaveados em fontes de alimentação chaveadas
A rigor, o processo de comutação de um transistor de condução para corte é muito complexo, mas ao analisar seu princípio de funcionamento, geralmente simplificamos primeiro algumas questões não importantes. Por exemplo, quando um interruptor de alimentação é ligado ou desligado, consideramos que é um interruptor ideal que opera em apenas dois estados, ligado ou desligado. Mas, na realidade, a condução e o desligamento do transistor chaveador são processos muito complexos. Além da condução ou desligamento, há outra questão que não pode ser ignorada em altas frequências, que é o processo de funcionamento do transistor de comutação da região de corte para a região de amplificação, e depois da região de amplificação para a região de saturação quando conduz. Este processo de trabalho requer o uso de equações diferenciais para resolver, e não quero apresentá-lo muito complicado aqui.
Simplificando, leva algum tempo para o tubo do interruptor ligar e desligar. Geralmente, o tempo de condução ton do tubo de comutação é simplesmente dividido em um tempo de atraso de condução td e um tempo de subida de condução tr, enquanto o tempo de desligamento toff do tubo de comutação é dividido em um tempo de atraso de desligamento tstg (ou tempo de armazenamento de desligamento) e um tempo de queda de desligamento tf.
Desligando a energia durante um ciclo de trabalho, a tensão de saída precisa carregar o capacitor de armazenamento de energia de filtragem. Devido à alta corrente de carga, a carga será pesada (ou equivalente a um curto-circuito na carga). Portanto, as fontes de alimentação chaveadas em geral precisam adotar medidas de partida suave. No início, o ciclo de trabalho é muito pequeno e depois tende gradualmente a ser normal, ou seja, a potência de saída é muito pequena no início e depois aumenta gradativamente. No início, a tensão de trabalho é relativamente baixa e depois aumenta gradualmente até o valor normal.
A rigor, as fontes de alimentação comutadas sempre operam em um estado instável e a estabilidade é apenas relativa. Por exemplo, o processo de estabilização de tensão de uma fonte de alimentação chaveada é o seguinte: quando a tensão de saída aumenta, após amostragem e comparação, o circuito de amostragem emitirá um sinal de erro para o circuito de modulação por largura de pulso, reduzindo o ciclo de trabalho e, assim, reduzindo a tensão de saída; Depois que a tensão de saída diminui, após amostragem e comparação, o circuito de amostragem emitirá um sinal de erro para o circuito de modulação por largura de pulso para aumentar o ciclo de trabalho, aumentando assim a tensão de saída. Este ciclo se repete e a tensão de saída da fonte de alimentação chaveada sempre oscilará em torno da tensão média em uma determinada frequência. A chamada-estabilização de tensão significa apenas que a tensão média de saída é relativamente estável.
