Aplikasi soft switching dalam peralihan catu daya
Saat ini, switching power supply banyak digunakan di hampir semua peralatan elektronik dengan karakteristik ukuran kecil, ringan dan efisiensi tinggi, yang merupakan metode catu daya yang sangat diperlukan untuk pesatnya perkembangan industri informasi elektronik saat ini. Ini adalah sumber daya yang sangat diperlukan bagi pesatnya perkembangan industri informasi elektronik saat ini.
Peralihan keras dan peralihan lunak pada catu daya switching adalah untuk mengganti transistor. Hard switching adalah menghidupkan atau mematikan transistor switching secara paksa tanpa memperhatikan tegangan atau arus pada transistor switching. Ketika tegangan dan arus tabung switching (antara saluran dan sumber, atau antara kolektor dan emitor) besar, switching tabung switching, karena peralihan keadaan tabung switching (dari konduksi ke cutoff, atau dari cutoff ke konduksi) memerlukan waktu jangka waktu tertentu, yang akan menyebabkan keadaan switching tube dalam jangka waktu tertentu, tegangan dan arus terjadi persilangan pada daerah tersebut, cross over tersebut disebabkan oleh rugi-rugi switching tube (switching tube switching loss) dengan switching frekuensi, kerugian switching tabung switching. Switching loss (switching loss pada tabung switching) meningkat dengan cepat seiring dengan meningkatnya frekuensi switching.
Dalam kasus beban induktif, lonjakan tegangan diinduksi ketika transistor switching dimatikan. Semakin tinggi frekuensi switching, semakin cepat pemadamannya, dan semakin tinggi pula tegangan induksinya. Tegangan ini ditambahkan ke kedua ujung perangkat switching, yang dapat dengan mudah menyebabkan perangkat rusak.
Dalam kasus beban kapasitif, lonjakan arus pada saat peralihan konduksi transistor tinggi. Oleh karena itu, ketika transistor switching dihidupkan pada tegangan yang sangat tinggi, semua energi yang tersimpan dalam kapasitansi persimpangan transistor switching akan dihamburkan ke dalam perangkat dalam bentuk arus. Semakin tinggi frekuensinya, semakin besar lonjakan arus penyalaan, yang dapat menyebabkan kerusakan akibat panas berlebih pada tabung switching.
Selain itu, dioda pada rangkaian penyearah frekuensi tinggi sekunder, dari konduksi hingga cut-off, terdapat periode pemulihan terbalik, peralihan transistor pada periode aktif, mudah menghasilkan arus masuk yang besar. Jelasnya, semakin tinggi frekuensinya, semakin besar arus masuknya, yang berbahaya bagi keselamatan pengoperasian transistor switching.
Terakhir, pada catu daya switching yang digunakan untuk hard switching, transistor switching menghasilkan gangguan elektromagnetik yang serius. Ketika frekuensi meningkat dan di/dt dan du/dt dalam rangkaian meningkat, gangguan elektromagnetik yang dihasilkan juga meningkat. Ketika frekuensi meningkat dan di/dt dan du/dt dalam rangkaian meningkat, EMI yang dihasilkan juga meningkat, mempengaruhi pengoperasian normal catu daya switching itu sendiri dan peralatan elektronik di sekitarnya.
Masalah di atas sangat menghambat peningkatan frekuensi operasi perangkat switching (switching transistor dan dioda penyearah frekuensi tinggi). Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian teknologi soft switching telah memberikan cara yang efektif untuk mengatasi cacat di atas. Penelitian teknologi soft switching yang dilakukan beberapa tahun terakhir memberikan cara efektif untuk mengatasi cacat di atas. Berbeda dengan prinsip hard switching, proses soft turn-off yang ideal adalah arus turun ke nol terlebih dahulu, dan tegangan naik perlahan ke nilai off-state, sehingga kerugian turn-off berkurang. Kerugian mematikan kira-kira nol karena arus telah turun menjadi nol sebelum perangkat dimatikan. Karena arus sudah turun ke nol sebelum perangkat dimatikan, masalah pematian induktif terpecahkan. Proses soft turn-on yang ideal adalah ketika tegangan pertama-tama turun ke nol dan arus naik perlahan ke nilai off-state. Proses penyalaan lunak yang ideal adalah tegangan pertama kali turun ke nol, arus perlahan naik ke nilai keadaan hidup, sehingga kehilangan penyalaan kira-kira nol, tegangan kapasitansi persimpangan perangkat juga nol, menyelesaikan penyalaan kapasitif masalah. Pada saat yang sama, proses pemulihan balik dioda telah selesai saat dihidupkan, sehingga masalah pemulihan balik dioda tidak ada.
Teknologi soft-switching juga berkontribusi pada pengurangan tingkat gangguan elektromagnetik karena fakta bahwa transistor switching bekerja pada tegangan nol dan mati pada arus nol, sedangkan dioda pemulihan cepat juga dalam keadaan soft-off.
Pada saat yang sama, dioda pemulihan cepat juga dimatikan secara perlahan, yang secara signifikan dapat mengurangi di/dt dan du/dt perangkat daya, sehingga tingkat EMI dapat dikurangi.
