Kako visoka naj bo napetost stikalne cevi stikalnega napajanja?
Preklopna napajalnik je naprava za pretvorbo energije, ki vhod pretvori v želeno izhodno napetost. Preklopni tranzistor, znan tudi kot preklopni tranzistor, je ena ključnih komponent v preklopnem napajanju. Zahteva napetosti v stikalni cevi je odvisna od delovne napetosti in oblikovalskih potreb po napajanju stikala. Naslednje bo podroben uvod v zahteve za upornost napetosti za napajalnike in preklopne cevi.
Preklopni napajalniki običajno sestavljajo tri glavne komponente: usmernik, filter in regulator. Usmernik pretvori vhodno napetost izmenične napetosti v enosmerno napetost, filter zmanjša valovanje v napetosti DC na sprejemljivo območje, regulator pa stabilizira DC napetost na želeni izhodni napetosti. V tem postopku se stikalna cev uporablja za nadzor preklapljanja in izklop toka, kar dosega učinkovito pretvorbo energije.
Vzdržljiva napetost stikalnih cevi vključuje predvsem dva parametra: kolektorski oddajalec (CE) napetost in kolektor (CB) napetost. Napetost oddajnika kolektorja se nanaša na največjo napetost, ki jo lahko preklopni tranzistor zdrži med zbiralnikom in oddajalcem v prevočnem stanju. Osnovna napetost kolektorja je največja napetost, ki jo je mogoče vzdrževati med kolektorjem in osnovo v izklopljenem stanju.
Območje obratovalne napetosti napajalnikov stikala je običajno razvrščeno v različne kategorije, kot so nizka napetost, srednja napetost in visoka napetost. Za nizkonapetostne preklopne napajalnike je vhodna napetost na splošno pod 100 V, potrebe po napetosti za preklopne cevi pa so relativno nizke. Na splošno mora biti napetost oddajnikov kolektorja večja od največje vrednosti vhodne napetosti, da se zagotovi, da preklopni tranzistor med delovanjem ne poškoduje prekomerne napetosti. Za srednje napetostne preklopne napajalnike je območje vhodne napetosti na splošno med 100 V in 400V, potrebe po napetosti uporov preklopnih cevi pa se ustrezno povečajo. Napetost oddajnikov kolektorja mora biti običajno večja od dvakrat večja od vhodne napetosti, da se zagotovi, da ima zmogljivost napetosti. Vhodna napetost visokonapetostnih stikalnih napajalnikov je običajno nad 400V, kar zahteva večje potrebe po napetosti. Napetost oddajnika kolektorja je običajno večja od 5 -krat večja od vhodne napetosti, da se zagotovi stabilno delovanje preklopnega tranzistorja.
Poleg zahtev za upornost napetosti obstajajo tudi drugi dejavniki, ki jih je treba upoštevati tudi za preklopne cevi. Na primer, hitrost odpiranja in zapiranja stikalne cevi mora ustrezati delovni frekvenci preklopnega napajanja, da se zagotovi učinkovita pretvorba energije. Poleg tega je treba prevodnost in izklopne izgube stikalnega tranzistorja čim bolj zmanjšati, da se izboljša učinkovitost in zmogljivost preklopnega napajanja.
V praktičnih aplikacijah na zahteve napetosti v stikalnih cevi vplivajo tudi nekateri drugi dejavniki. Na primer, temperatura in vlažnost delovnega okolja imata določen vpliv na življenjsko dobo in stabilnost stikalne cevi, zato je treba v zasnovi sprejeti razumno toplotno zasnovo in zaščitne ukrepe. Poleg tega je treba v skladu s specifičnimi scenariji aplikacije tudi optimizirati tudi razčlenjeno napetost, hitrost preklopa in kapaciteto disipacije toplote.
Če povzamemo, so zahteve uporov napetosti stikalnega tranzistorja v preklopnem napajanju tesno povezane z zahtevami delovne napetosti in oblikovanja. Zahteve za vzdržljivost napetosti v stikalnih ceveh se razlikujejo glede na različne razpone delovne napetosti in scenarije uporabe. Pri oblikovanju stikalnega napajanja je treba celovito upoštevati dejavnike, kot so učinkovitost pretvorbe moči, stabilnost in življenjska doba, da bi izbrali ustrezne preklopne tranzistorje in zagotovili njihovo napetost.
