Hakkuritransistorien toimintaperiaate kytkentävirtalähteissä
Tarkkaan ottaen transistorin vaihtaminen johtavuudesta katkaisuun on hyvin monimutkainen prosessi, mutta kun analysoimme sen toimintaperiaatetta, yksinkertaistamme yleensä ensin joitain ei-tärkeitä asioita. Esimerkiksi kun virtakytkimen putki kytketään päälle tai pois, pidämme sitä ihanteellisena kytkimenä, joka toimii vain kahdessa tilassa, päällä tai pois päältä. Mutta todellisuudessa kytkentätransistorin johtaminen ja sammuttaminen ovat molemmat hyvin monimutkaisia prosesseja. Johdon tai sammutuksen lisäksi on toinen ongelma, jota ei voi sivuuttaa korkeilla taajuuksilla, joka on transistorin kytkentäprosessi katkaisualueelta vahvistusalueelle ja sitten vahvistusalueelta kyllästysalueelle, kun se johtaa. Tämä työprosessi vaatii ratkaisemiseen differentiaaliyhtälöiden käyttöä, enkä halua esitellä sitä sinulle tässä liian monimutkaiseksi.
Yksinkertaisesti sanottuna virtakytkimen putken käynnistyminen ja sammuminen vie aikaa. Yleensä kytkinputken johtavuusaika ton on yksinkertaisesti jaettu johtavuuden viiveaikaan td ja johtavuuden nousuaikaan tr, kun taas kytkinputken sammutusaika toff jaetaan sammutusviiveen aikaan tstg (tai sammutuksen varastointiaikaan) ja sammutuksen laskuaikaan tf.
Kun virta katkaistaan työjakson aikana, lähtöjännitteen on ladattava suodatusenergian varastointikondensaattori. Suuresta latausvirrasta johtuen kuorma on raskas (tai vastaa kuorman oikosulkua). Siksi yleisten hakkuriteholähteiden on otettava käyttöön pehmeäkäynnistystoimenpiteitä. Aluksi käyttösuhde on hyvin pieni ja sitten vähitellen normalisoituu, eli lähtöteho on alussa hyvin pieni ja sitten vähitellen kasvaa. Aluksi käyttöjännite on suhteellisen alhainen, ja sitten se nousee vähitellen normaaliarvoon.
Tarkkaan ottaen hakkuriteholähteet toimivat aina epävakaassa tilassa, ja vakaus on vain suhteellista. Esimerkiksi hakkuriteholähteen jännitteen stabilointiprosessi on seuraava: kun lähtöjännite kasvaa, näytteistyksen ja vertailun jälkeen näytteenottopiiri lähettää virhesignaalin pulssinleveysmodulaatiopiiriin, mikä vähentää toimintajaksoa ja siten pienentää lähtöjännitettä; Kun lähtöjännite laskee, näytteistyksen ja vertailun jälkeen näytteenottopiiri lähettää virhesignaalin pulssinleveysmodulaatiopiiriin lisätäkseen toimintajaksoa, mikä lisää lähtöjännitettä. Tämä sykli toistuu, ja hakkuriteholähteen lähtöjännite värähtelee aina keskimääräisen jännitteen ympärillä tietyllä taajuudella. Niin kutsuttu jännitteen stabilointi tarkoittaa vain sitä, että keskimääräinen lähtöjännite on suhteellisen vakaa.
