Lágy kapcsoló alkalmazások kapcsolóüzemű tápegységekben
Jelenleg a kapcsolóüzemű tápegységet széles körben használják szinte minden elektronikai berendezésben, amelynek jellemzői a kis méret, a könnyű súly és a nagy hatásfok, ami nélkülözhetetlen tápellátási módszer a mai elektronikus információs ipar gyors fejlődéséhez. Napjaink elektronikus információs iparának rohamos fejlődéséhez nélkülözhetetlen tápegység.
A kapcsolóüzemű tápegységekben a kemény kapcsolás és a lágy kapcsolás a tranzisztorok kapcsolására szolgál. A kemény kapcsolás a kapcsolótranzisztor erőszakos be- és kikapcsolását jelenti, függetlenül a kapcsolótranzisztor feszültségétől vagy áramától. Ha a kapcsolócső (a lefolyó és a forrás között, vagy a kollektor és az emitter között) nagy a feszültség és az áramerősség, a kapcsolócső kapcsolása a kapcsolócső közötti váltás miatt (vezetésről lekapcsolásra vagy levágásról vezetésre) egy bizonyos ideig, ami a kapcsolócső állapotának bizonyos időtartamra történő átkapcsolását okozza, a feszültség és az áram keresztezése a régióban, a kapcsolócső vesztesége okozta keresztezés (kapcsolócső kapcsolási vesztesége) a kapcsolással frekvencia, a kapcsolócső kapcsolási vesztesége. A kapcsolási veszteség (a kapcsolócső kapcsolási vesztesége) a kapcsolási frekvencia növekedésével gyorsan növekszik.
Induktív terhelések esetén a kapcsolótranzisztor kikapcsolásakor tüskefeszültség indukálódik. Minél nagyobb a kapcsolási frekvencia, annál gyorsabb a kikapcsolás, és annál nagyobb az indukált feszültség. Ez a feszültség hozzáadódik a kapcsolókészülék mindkét végéhez, ami könnyen a készülék meghibásodását okozhatja.
Kapacitív terhelések esetén a tranzisztor átkapcsolásának pillanatában a tüskeáram nagy. Ezért amikor a kapcsolótranzisztort nagyon nagy feszültségen kapcsolják be, a kapcsolótranzisztor csatlakozási kapacitásában tárolt összes energia áram formájában disszipálódik a készülékben. Minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a bekapcsolási áramcsúcs, ami túlmelegedési károsodást okozhat a kapcsolócsőben.
Ezen túlmenően, a dióda a másodlagos nagyfrekvenciás egyenirányító áramkörben, a vezetéstől a levágásig, van egy fordított helyreállítási időszak, a kapcsoló tranzisztor a bekapcsolt időszakban, könnyen előállítható egy nagy bekapcsolási áram. Nyilvánvalóan minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a bekapcsolási áram, ami káros a kapcsolótranzisztor biztonságos működésére.
Végül a kemény kapcsoláshoz használt kapcsolótápegységben a kapcsolótranzisztor komoly elektromágneses zavarokat kelt. A frekvencia növekedésével és az áramkörben a di/dt és du/dt növekedésével a keletkező elektromágneses zavarok is növekszenek. A frekvencia növekedésével és az áramkörben a di/dt és du/dt növekedésével a generált EMI is növekszik, ami befolyásolja magának a kapcsolóüzemű tápegységnek és a környező elektronikus berendezéseknek a normál működését.
A fenti problémák súlyosan hátráltatják a kapcsolóberendezések (kapcsolótranzisztorok és nagyfrekvenciás egyenirányító diódák) működési frekvenciájának javítását. Az elmúlt években a soft switching technológia kutatása hatékony módot adott a fenti hibák leküzdésére. Az elmúlt években végzett soft switching technológiai kutatások hatékony módot adnak a fenti hibák leküzdésére. A kemény kapcsolási elvtől eltérően az ideális lágy kikapcsolási folyamat az, hogy az áram először nullára csökken, és a feszültség lassan emelkedik a kikapcsolási értékre, így csökken a kikapcsolási veszteség. A kikapcsolási veszteség megközelítőleg nulla, mivel az áramerősség már a készülék kikapcsolása előtt nullára esett. Mivel az áramerősség már a készülék kikapcsolása előtt nullára süllyedt, az induktív kikapcsolási probléma megoldódott. Az ideális lágy bekapcsolási folyamat az, amikor a feszültség először nullára csökken, és az áram lassan emelkedik a kikapcsolt állapotba. Ideális lágy bekapcsolási folyamat, ha a feszültség először nullára süllyed, az áram lassan a bekapcsolt állapotba emelkedik, így a bekapcsolási veszteség hozzávetőlegesen nulla, a készülék csatlakozási kapacitás feszültsége is nulla, megoldva a kapacitív bekapcsolást. probléma. Ugyanakkor a dióda fordított helyreállítási folyamata a bekapcsoláskor véget ért, így a dióda fordított helyreállítási probléma nem létezik.
A Soft-switching technológia hozzájárul az elektromágneses zavaró szint csökkentéséhez is, mivel a kapcsolótranzisztor nulla feszültségen vezet és nulla áramerősséggel kapcsol ki, miközben a gyors-visszaállító dióda is soft-off.
Ugyanakkor a gyors visszaállító dióda is lágyan le van kapcsolva, ami jelentősen csökkentheti a tápegység di/dt és du/dt értékét, és így az EMI szintje is csökkenthető.
