Načelo delovanja stikalnih tranzistorjev v stikalnih napajalnikih: sistematična analiza
Strogo gledano je postopek preklopa tranzistorja iz prevodnega v prekinitveni zelo zapleten, vendar pri analizi njegovega principa delovanja običajno najprej poenostavimo nekaj manj pomembnih vprašanj. Na primer, ko je cev vklopnega stikala vklopljena ali izklopljena, menimo, da je idealno stikalo, ki deluje samo v dveh stanjih, vklopljeno ali izklopljeno. Toda v resnici sta prevajanje in izklop preklopnega tranzistorja zelo zapletena procesa. Poleg prevajanja ali izklopa obstaja še ena težava, ki je pri visokih frekvencah ne moremo prezreti, in sicer delovni proces preklopnega tranzistorja iz mejnega območja v območje ojačanja in nato iz območja ojačanja v območje nasičenja, ko prevaja. Ta delovni proces zahteva uporabo diferencialnih enačb za reševanje in tukaj vam ga ne želim predstaviti preveč zapletenega.
Preprosto povedano, traja nekaj časa, da se cev vklopnega stikala vklopi in izklopi. Na splošno je prevodni čas ton stikalne cevi preprosto razdeljen na prevodni zakasnitveni čas td in prevodni čas vzpona tr, medtem ko je izklopni čas toff stikalne cevi razdeljen na zaustavitveni zakasnitveni čas tstg (ali zaustavitveni čas shranjevanja) in izklopni čas padca tf.
Stikalni napajalniki imajo delovne cikle in zaradi izhodne napetosti je treba kondenzator za shranjevanje energije za filtriranje napolniti. Ker je polnilni tok velik, bo obremenitev velika (ali enakovredna kratkemu stiku obremenitve), zato morajo splošni stikalni napajalniki sprejeti ukrepe za mehki zagon. Na začetku je delovni cikel majhen, nato pa postopoma postane normalen, to pomeni, da je izhodna moč na začetku majhna in se nato postopoma povečuje. Na začetku je delovna napetost razmeroma nizka, nato pa postopoma naraste na normalno vrednost.
Strogo gledano stikalni napajalniki vedno delujejo v nestabilnem stanju in stabilnost je le relativna. Na primer, postopek stabilizacije napetosti stikalnega napajalnika je naslednji: ko se izhodna napetost poveča, bo po vzorčenju in primerjavi vezje za vzorčenje oddalo signal napake v vezje modulacije širine impulza, kar zmanjša delovni cikel in s tem zmanjša izhodno napetost; Ko se izhodna napetost zmanjša, bo po vzorčenju in primerjavi vezje za vzorčenje oddalo signal napake v vezje za širinsko modulacijo impulza, da poveča delovni cikel in s tem poveča izhodno napetost. Ta cikel se ponavlja in izhodna napetost stikalnega napajalnika bo vedno nihala okoli povprečne napetosti pri določeni frekvenci. Tako imenovana stabilizacija napetosti pomeni le, da je povprečna izhodna napetost relativno stabilna.
