Soft switching aplikacije u prekidačkim izvorima napajanja
Trenutno, prekidačko napajanje ima široku primenu u skoro svim elektronskim uređajima sa karakteristikama male veličine, male težine i visoke efikasnosti, što je nezaobilazna metoda napajanja za brzi razvoj današnje elektronske informacione industrije. To je nezamjenjivo napajanje za brzi razvoj današnje industrije elektroničkih informacija.
Hard switching i soft switching u prekidačkim izvorima napajanja služe za prebacivanje tranzistora. Tvrdo prebacivanje je prisilno uključivanje ili isključivanje tranzistora za prebacivanje bez obzira na napon ili struju na komutacijskom tranzistoru. Kada su napon i struja sklopne cijevi (između odvoda i izvora, ili između kolektora i emitera) veliki, prebacivanje uklopne cijevi, zbog prebacivanja između uklopne cijevi, prebacivanje stanja (od provodljivosti do prekida, ili od prekida do provodljivosti) traje određeno vrijeme, što će uzrokovati promenu stanja uklopne cijevi za određeni vremenski period, napon i struja postoji ukrštanje u regiji, ukrštanje uzrokovano gubitkom komutacijske cijevi (isključni gubitak komutacijske cijevi) sa prebacivanjem frekvencija, gubitak komutacijske cijevi. Gubici uklopa (preklopni gubici sklopne cijevi) se brzo povećavaju s povećanjem frekvencije prebacivanja.
U slučaju induktivnih opterećenja, šik napona se inducira kada je prekidački tranzistor isključen. Što je viša frekvencija uključivanja, to je brže isključivanje i veći je inducirani napon. Ovaj napon se dodaje na oba kraja sklopnog uređaja, što može lako uzrokovati kvar uređaja.
U slučaju kapacitivnih opterećenja, struja skoka u trenutku uključivanja tranzistora je visoka. Stoga, kada je prekidački tranzistor uključen na vrlo visokom naponu, sva energija pohranjena u spojnom kapacitetu komutacijskog tranzistora će se raspršiti u uređaju u obliku struje. Što je frekvencija veća, to je veći skok struje uključivanja, što može uzrokovati oštećenje prekidača od pregrijavanja.
Osim toga, dioda u sekundarnom visokofrekventnom krugu ispravljača, od provodljivosti do prekida, postoji period povratnog oporavka, preklopni tranzistor u periodu uključen, lako je proizvesti veliku udarnu struju. Očigledno, što je frekvencija veća, to je veća udarna struja, što je štetno za siguran rad prekidačkog tranzistora.
Konačno, u prekidačkom napajanju koji se koristi za tvrdo prebacivanje, prekidački tranzistor stvara ozbiljne elektromagnetne smetnje. Kako se frekvencija povećava i di/dt i du/dt u krugu povećavaju, tako se povećavaju i nastale elektromagnetne smetnje. Kako se frekvencija povećava i di/dt i du/dt u krugu povećavaju, generirani EMI se također povećava, utičući na normalan rad samog prekidačkog napajanja i okolne elektronske opreme.
Navedeni problemi ozbiljno ometaju poboljšanje radne frekvencije sklopnih uređaja (preklopnih tranzistora i visokofrekventnih ispravljačkih dioda). Poslednjih godina, istraživanje tehnologije mekog preklapanja pružilo je efikasan način da se prevaziđu gore navedeni nedostaci. Istraživanje tehnologije mekog prekidača sprovedeno poslednjih godina pruža efikasan način da se prevaziđu gore navedeni nedostaci. Za razliku od principa tvrdog preklapanja, idealan proces mekog isključivanja je da struja prvo padne na nulu, a napon polako raste do vrijednosti isključenog stanja, tako da je gubitak isključenja smanjen. Gubitak pri isključenju je približno nula jer je struja već pala na nulu prije nego što se uređaj isključi. Budući da je struja već pala na nulu prije isključivanja uređaja, problem induktivnog isključivanja je riješen. Idealan proces mekog uključivanja je onaj u kojem napon prvo pada na nulu, a struja polako raste do vrijednosti isključenog stanja. Idealan proces mekog uključivanja je da napon prvo padne na nulu, struja polako raste do vrijednosti uključenog stanja, tako da je gubitak pri uključivanju približno nula, napon na spoju uređaja je također nula, rješavajući kapacitivno uključivanje problem. U isto vrijeme, proces obrnutog obnavljanja diode je završen pri uključivanju, tako da problem povratnog obnavljanja diode ne postoji.
Tehnologija mekog preklapanja takođe doprinosi smanjenju nivoa elektromagnetnih smetnji zbog činjenice da komutacioni tranzistor provodi pri nultom naponu i isključuje se na nultu struju, dok je dioda za brzi oporavak takođe mekano isključena.
U isto vrijeme, dioda za brzi oporavak je također meko isključena, što može značajno smanjiti di/dt i du/dt uređaja za napajanje, a samim tim i nivo EMI može biti smanjen.
