Applicazioni di soft switching negli alimentatori switching
Allo stato attuale, l'alimentatore a commutazione è ampiamente utilizzato in quasi tutte le apparecchiature elettroniche con caratteristiche di piccole dimensioni, leggerezza e alta efficienza, che è un metodo di alimentazione indispensabile per il rapido sviluppo dell'odierna industria dell'informazione elettronica. È un alimentatore indispensabile per il rapido sviluppo dell'odierna industria dell'informazione elettronica.
La commutazione hard e la commutazione soft negli alimentatori a commutazione servono per la commutazione dei transistor. La commutazione difficile consiste nell'accendere o spegnere forzatamente il transistor di commutazione indipendentemente dalla tensione o dalla corrente sul transistor di commutazione. Quando la tensione e la corrente del tubo di commutazione (tra drain e source, o tra collettore ed emettitore) sono elevate, la commutazione del tubo di commutazione, a causa della commutazione tra la commutazione dello stato del tubo di commutazione (da conduzione a interruzione o da interruzione a conduzione) richiede un un certo periodo di tempo, che causerà la commutazione dello stato del tubo di commutazione per un certo periodo di tempo, la tensione e la corrente si incrociano nella regione, l'incrocio causato dalla perdita di commutazione del tubo (perdita di commutazione del tubo di commutazione) con la commutazione frequenza, la perdita di commutazione del tubo di commutazione. La perdita di commutazione (perdita di commutazione del tubo di commutazione) aumenta rapidamente con l'aumento della frequenza di commutazione.
Nel caso di carichi induttivi, quando il transistor di commutazione viene disattivato viene indotta una tensione di picco. Maggiore è la frequenza di commutazione, più veloce sarà lo spegnimento e maggiore sarà la tensione indotta. Questa tensione viene aggiunta a entrambe le estremità del dispositivo di commutazione, il che può facilmente causare la rottura del dispositivo.
Nel caso di carichi capacitivi, la corrente di picco al momento della commutazione del transistor è elevata. Pertanto, quando il transistor di commutazione viene acceso ad una tensione molto elevata, tutta l'energia immagazzinata nella capacità di giunzione del transistor di commutazione verrà dissipata nel dispositivo sotto forma di corrente. Maggiore è la frequenza, maggiore è il picco di corrente di accensione, che può causare danni da surriscaldamento al tubo di commutazione.
Inoltre, il diodo nel circuito raddrizzatore secondario ad alta frequenza, dalla conduzione all'interruzione, ha un periodo di recupero inverso, il transistor di commutazione nel periodo attivo, è facile produrre una grande corrente di spunto. Ovviamente, maggiore è la frequenza, maggiore è la corrente di spunto, che è dannosa per il funzionamento sicuro del transistor di commutazione.
Infine, nell'alimentatore switching utilizzato per l'hard switching, il transistore di commutazione genera gravi disturbi elettromagnetici. All'aumentare della frequenza e dell'aumento di/dt e du/dt nel circuito, aumenta anche il disturbo elettromagnetico generato. All'aumentare della frequenza e dell'aumento di/dt e du/dt nel circuito, aumentano anche le EMI generate, influenzando il normale funzionamento dell'alimentatore a commutazione stesso e delle apparecchiature elettroniche circostanti.
I problemi di cui sopra ostacolano seriamente il miglioramento della frequenza operativa dei dispositivi di commutazione (transistor di commutazione e diodi raddrizzatori ad alta frequenza). Negli ultimi anni, la ricerca sulla tecnologia soft switching ha fornito un modo efficace per superare i difetti di cui sopra. La ricerca sulla tecnologia soft switching condotta negli ultimi anni fornisce un modo efficace per superare i difetti di cui sopra. A differenza del principio della commutazione forzata, il processo di spegnimento graduale ideale prevede che la corrente scenda prima a zero e la tensione aumenti lentamente fino al valore dello stato off, in modo da ridurre la perdita di spegnimento. La perdita allo spegnimento è approssimativamente pari a zero perché la corrente è già scesa a zero prima che il dispositivo venga spento. Poiché la corrente è già scesa a zero prima che il dispositivo venga spento, il problema dello spegnimento induttivo è risolto. Il processo di accensione graduale ideale è quello in cui la tensione scende prima a zero e la corrente aumenta lentamente fino al valore dello stato off. Il processo di accensione graduale ideale è che la tensione scenda prima a zero, la corrente salga lentamente al valore di stato attivo, quindi la perdita di accensione è approssimativamente zero, anche la tensione di capacità di giunzione del dispositivo è zero, risolvendo l'accensione capacitiva problema. Allo stesso tempo, il processo di ripristino inverso del diodo termina all'accensione, quindi il problema del ripristino inverso del diodo non esiste.
La tecnologia soft-switching contribuisce anche alla riduzione dei livelli di disturbo elettromagnetico grazie al fatto che il transistor di commutazione conduce a tensione zero e si spegne a corrente zero, mentre anche il diodo a recupero rapido è soft-off.
Allo stesso tempo, anche il diodo a recupero rapido viene spento gradualmente, il che può ridurre significativamente il di/dt e il du/dt del dispositivo di potenza, e quindi il livello di EMI può essere ridotto.
