Načelo delovanja stikalne cevi v stikalnem napajalniku
Analiza delovanja stikalne cevi v stikalnem napajalniku z grelnim obročem
Strogo gledano je zelo zapleten postopek za vklop in izklop stikalne cevi, vendar ko analiziramo princip delovanja, običajno najprej poenostavimo nekatere neglavne težave. Na primer, ko je cev stikala za vklop vklopljena ali izklopljena, jo smatramo za idealno stikalo in obstajata samo dve stanji, ko deluje, vklopljeno ali izklopljeno. Toda v resnici je vklop in izklop stikalne cevi zelo zapleten proces. Poleg vklopa ali izklopa obstaja tudi težava, ki je ni mogoče prezreti pri visoki frekvenci, to je, da ko je stikalna cev vklopljena, gre za delovni proces od območja izklopa do območja ojačanja in nato od območje ojačanja v območje nasičenja. Ta delovni proces je treba rešiti z diferencialnimi enačbami in tukaj vam ga ne želim predstaviti preveč zapletenega.
Preprosto povedano, potreben je čas za vklop in izklop cevi stikala za vklop. Na splošno je čas vklopa ton stikalne cevi preprosto razdeljen na zakasnitev vklopa td in vzpon vklopa tr, medtem ko je čas izklopa toff stikalne cevi razdeljen na zakasnitev izklopa tstg (ali čas shranjevanja izklopljenega časa) in padec časa izključenega tf.
V prvem delovnem ciklu preklopnega napajanja bo izhodna napetost napolnila kondenzator za shranjevanje energije filtra, obremenitev pa bo velika (ali enakovredna kratkemu stiku obremenitve) zaradi velikega polnilnega toka. Zato bi moral splošni stikalni napajalnik sprejeti ukrepe za mehak zagon, z majhnim delovnim razmerjem na začetku, nato pa bo postopoma postal normalen, to je, da bo izhodna moč na začetku majhna, nato pa se bo postopoma povečevala . Ali pa je na začetku delovna napetost razmeroma nizka, nato pa se počasi dvigne na normalno vrednost.
Strogo gledano stikalni napajalnik vedno deluje v nestabilnem stanju in tako imenovana stabilnost je le relativna. Na primer, postopek stabilizacije napetosti preklopnega napajanja je takšen: ko izhodna napetost naraste, bo po vzorčenju in primerjavi vezje za vzorčenje oddalo signal napake v vezje za širinsko modulacijo impulza, kar bo zmanjšalo delovni cikel in tako zmanjšalo izhodna napetost; Ko se izhodna napetost zmanjša, bo po vzorčenju in primerjavi vezje za vzorčenje oddalo signal napake v vezje za širinsko modulacijo impulza, kar bo povečalo delovno razmerje in s tem povečalo izhodno napetost. Na ta način bo izhodna napetost stikalnega napajalnika vedno nihala navzgor in navzdol pri določeni frekvenci, tako imenovana stabilizacija napetosti pa je le, da je povprečna vrednost izhodne napetosti relativno stabilna.
Tok, ki teče skozi primarno navitje stikalnega transformatorja, ni stabilna vrednost in je na splošno žagast val, tako kot popravljeni izhodni tok. Pogon LED s konstantnim tokom na splošno pomeni, da je izhodni tok filtra po filtriranju razmeroma stabilen, ta stabilnost pa se nanaša tudi na povprečno vrednost, medtem ko je vhodni tok filtra na splošno žagast val.
Na splošno se prvi cikel stikalnega napajanja začne s prevajanjem stikalne cevi, kar je v glavnem odvisno od tega, kje je vrezano vezje, ki ga želite analizirati. Če se nanaša na to, kdaj začnejo delovati vsi stikalni napajalniki, lahko štejemo, da začne delovati takoj, ko vklopite stikalo. Če je treba analizirati valovne oblike različnih točk, je treba kot referenčno točko (ali sinhronizacijo) vzeti valovno obliko naprave v vezju.
V prvem ciklu preklopnega napajanja splošno vezje za vzorčenje v bistvu ne deluje, ker izhodna napetost napolni kondenzator filtra in potrebuje več ciklov, da se napolni na normalno vrednost, in šele ko izhodna napetost doseže normalno vrednost ali lahko vezje za vzorčenje deluje normalno. Toda preden vezje za vzorčenje deluje normalno, je njegova izhodna napetost enaka 0, kar je tudi poseben primer izhodnega signala napake (negativni maksimum). V tem primeru, če stikalni napajalnik nima vezja za mehki zagon, bo delovni cikel stikalne cevi zelo velik, ko deluje, kar bo zlahka nasičilo transformator in poškodovalo stikalno cev.
