Le principe de fonctionnement des tubes de commutation dans les alimentations à découpage
À proprement parler, le processus de passage de la conduction à la coupure est très complexe, mais lors de l'analyse du principe de fonctionnement, nous simplifions généralement d'abord certains problèmes non principaux. Par exemple, lorsque l’interrupteur d’alimentation est allumé ou éteint, nous le considérons comme un interrupteur idéal qui fonctionne dans seulement deux états : allumé ou éteint. Mais en réalité, la conduction et l’arrêt d’un tube interrupteur sont tous deux des processus très complexes. En plus de la question de réussite ou de rupture, il existe également un problème qui ne peut être ignoré aux hautes fréquences. Lorsque le tube interrupteur est allumé, il fonctionne de la région de coupure à la région d'amplification, puis de la région d'amplification à la région de saturation. Ce processus de travail nécessite l'utilisation d'équations différentielles à résoudre, et je ne veux pas vous présenter ici des choses trop complexes.
En termes simples, il faut du temps pour que l'interrupteur d'alimentation s'allume et s'éteigne. Généralement, le temps d'activation ton du tube de commutation est simplement divisé en temps de retard à l'activation td et temps de montée tr, tandis que le temps d'arrêt toff du tube de commutation est divisé en temps de retard à l'arrêt tstg (également connu sous le nom de temps de stockage hors tension). temps) et le temps de chute tf.
Lors du premier cycle de fonctionnement d'une alimentation à découpage, la tension de sortie doit charger le condensateur de stockage d'énergie du filtre. En raison du courant de charge important, la charge sera lourde (ou équivalente à un court-circuit de charge). Par conséquent, les alimentations à découpage générales doivent adopter des mesures de démarrage progressif. Au début, le rapport cyclique est très petit, puis il devient progressivement normal, c'est-à-dire que la puissance de sortie est très faible au début, puis elle augmente progressivement. Au début, la tension de fonctionnement est relativement faible, puis elle remonte lentement jusqu'à la valeur normale.
À proprement parler, les alimentations à découpage fonctionnent toujours dans un état instable, et la stabilité n'est que relative. Par exemple, le processus de stabilisation de tension d'une alimentation à découpage est le suivant : lorsque la tension de sortie augmente, après échantillonnage et comparaison, le circuit d'échantillonnage enverra un signal d'erreur au circuit de modulation de largeur d'impulsion, réduisant ainsi le rapport cyclique et réduisant ainsi le tension de sortie; Une fois la tension de sortie diminuée, après échantillonnage et comparaison, le circuit d'échantillonnage enverra un signal d'erreur au circuit de modulation de largeur d'impulsion, augmentant le rapport cyclique et augmentant la tension de sortie. Dans ce cycle répété, la tension de sortie de l'alimentation à découpage oscillera toujours de haut en bas à une certaine fréquence à la valeur de tension moyenne, et la soi-disant stabilisation de tension signifie simplement que la valeur de tension de sortie moyenne est relativement stable.
Le courant circulant dans la bobine primaire d'un transformateur de commutation n'est pas une valeur stable, généralement une onde en dents de scie, et le courant de sortie du redresseur est également le même. Le pilotage à courant constant des LED fait généralement référence au courant de sortie stable du filtre après filtrage, qui fait également référence à la valeur moyenne, tandis que le courant d'entrée du filtre est généralement une onde en dents de scie.
On considère généralement que le premier cycle d'une alimentation à découpage commence à partir de la conduction du transistor de commutation, ce qui dépend principalement de l'endroit où commence le circuit que vous souhaitez analyser. S'il s'agit du moment où tous les circuits de l'alimentation à découpage commencent à fonctionner, cela peut être considéré comme commençant à partir du moment où l'interrupteur d'alimentation est allumé. Si vous devez analyser la forme d'onde de chaque point, vous devez prendre la forme d'onde d'un certain appareil du circuit comme point de référence (ou synchronisation).
Lors du premier cycle de l'alimentation à découpage, le circuit d'échantillonnage ne fonctionne généralement pas car la tension de sortie charge le condensateur du filtre, qui prend plusieurs cycles pour se charger à la valeur normale. Ce n'est qu'une fois que la tension de sortie atteint la valeur normale que le circuit d'échantillonnage peut fonctionner normalement. Cependant, avant que le circuit d'échantillonnage ne fonctionne correctement, sa tension de sortie est égale à 0, ce qui est également considéré comme un cas particulier de sortie de signal d'erreur (valeur maximale négative). Dans ce cas, si l'alimentation à découpage ne dispose pas d'un circuit de démarrage progressif, le cycle de service du tube de commutation sera important pendant le fonctionnement, ce qui peut facilement saturer le transformateur et endommager le tube de commutation.
