Podstawowa zasada działania zasilacza liniowego
Jak wspomniano wcześniej, zasilacze dzielą się na dwie kategorie: zasilacze liniowe i zasilacze impulsowe. Chociaż zasilacze impulsowe są bardziej skomplikowane niż zasilacze liniowe, ich podstawowe zasady działania są takie same. W rzeczywistości wszystkie są negatywnym sprzężeniem zwrotnym w pętli zamkniętej. Rzeczywistą funkcją ujemnego sprzężenia zwrotnego jest stabilizacja napięcia wyjściowego.
Zasilacze liniowe to zasilacze obniżające napięcie, o których wspominaliśmy wcześniej, to znaczy, że napięcie wyjściowe jest niższe niż napięcie wejściowe zasilacza.
Istnieją również dwa rodzaje zasilaczy liniowych: równoległe i szeregowe. Jednostka regulacji napięcia równoległego zasilacza jest połączona równolegle z obciążeniem, a rura regulatora napięcia połączona równolegle z obciążeniem bocznikuje prąd obciążenia, aby utrzymać stabilne napięcie obciążenia, gdy zmienia się napięcie wejściowe lub prąd obciążenia.
Zasilacz szeregowy jest bardziej wydajny niż zasilacz równoległy, a jego jednostka regulacji napięcia wykorzystuje aktywne urządzenia, które należy łączyć szeregowo między zasilaniem wejściowym a obciążeniem.
Jednostka regulacji szeregowej pracuje w trybie liniowym, co oznacza, że jednostka regulacji nie jest zaprojektowana do pracy w trybie pełnego włączenia lub całkowitego wyłączenia, ale w trybie pracy „częściowo włączona”. Pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego określa stopień przewodzenia jednostki regulacyjnej w celu utrzymania stabilności napięcia wyjściowego.
Podstawowym urządzeniem pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego jest wzmacniacz operacyjny o dużym wzmocnieniu. Zwykle nazywamy to wzmacniaczem błędu napięcia, który jest urządzeniem do regulacji napięcia na powyższym rysunku. Jego funkcją jest ciągłe porównywanie napięcia wyjściowego ze stabilnym napięciem odniesienia. , gdy wyjście ma tylko kilka miliwoltowych błędów, wyjście można regulować, zmieniając napięcie przewodzenia jednostki regulacji szeregowej. Stabilne napięcie odniesienia jest podłączone do dodatniego zacisku wejściowego wzmacniacza operacyjnego. Podzielone napięcie wyjściowe jest zbliżone do napięcia odniesienia i jest podłączone do ujemnego zacisku wejściowego wzmacniacza operacyjnego. Gdy napięcie wyjściowe jest stabilne, podzielone napięcie wyjściowe jest równe napięciu odniesienia.
Wzmocnienie wzmacniacza błędu napięcia ma na celu wielokrotne wzmocnienie różnicy między napięciem odniesienia a napięciem wyjściowym, a wzmocnione napięcie błędu bezpośrednio kontroluje rezystancję włączenia jednostki regulacji szeregowej, aby utrzymać znamionowe napięcie wyjściowe. Jeśli obciążenie wzrośnie, napięcie wyjściowe spadnie, a następnie wzrośnie moc wyjściowa wzmacniacza, umożliwiając przepływ większej ilości prądu do obciążenia; podobnie, jeśli obciążenie spadnie, napięcie wyjściowe wzrośnie, a moc wyjściowa wzmacniacza pozwoli na przepływ ogniwa przepustowego do spadku prądu obciążenia.
Szybkość odpowiedzi wzmacniacza błędu napięcia na zmiany wyjściowe i dokładność sterowania napięciem wyjściowym zależą od konstrukcji kompensacji sprzężenia zwrotnego wzmacniacza błędu. Wielkość kompensacji ujemnego sprzężenia zwrotnego jest określona przez dzielnik napięcia i rezystancję między ujemnym zaciskiem wejściowym a zaciskiem wejściowym wzmacniacza błędu napięcia. Określa wielkość wzmocnienia DC i dokładność napięcia wyjściowego, a także określa wzmocnienie i szerokość pasma wzmacniacza przy wysokich częstotliwościach, czyli czas odpowiedzi lub czas reakcji przejściowej na zmiany obciążenia.
Proces pracy zasilacza liniowego jest bardzo prosty, to znaczy wykorzystanie ujemnego sprzężenia zwrotnego napięcia do stabilizacji napięcia wyjściowego zasilacza.
