Szczegółowe wyjaśnienie zasady działania liniowego zasilacza regulowanego
W zależności od stanu pracy rurki regulacyjnej często dzielimy zasilacz regulowany na dwie kategorie: zasilacz regulowany liniowo i zasilacz regulowany przełącznikiem. Do tego dochodzi mały zasilacz wykorzystujący regulator napięcia.
Wspomniany tutaj zasilacz regulowany liniowo odnosi się do zasilacza regulowanego prądem stałym, który działa w stanie liniowym z rurką regulacyjną. Rurka regulacyjna pracuje w stanie liniowym, co można rozumieć następująco: RW (patrz analiza poniżej) jest zmienne w sposób ciągły, czyli liniowy. W zasilaczach impulsowych tranzystor przełączający (w zasilaczach impulsowych nazywany potocznie tranzystorem nastawczym) pracuje w dwóch stanach: włączony - z bardzo małą rezystancją; Wyłączona — rezystancja jest wysoka. Lampa pracująca w stanie on/off wyraźnie nie jest w stanie liniowym.
Liniowy zasilacz regulowany jest stosunkowo wczesnym typem zasilacza regulowanego prądem stałym. Charakterystyka liniowego zasilacza prądu stałego jest następująca: napięcie wyjściowe jest niższe niż napięcie wejściowe; Szybka reakcja i małe tętnienie wyjściowe; Niski poziom hałasu generowanego przez pracę; Niska wydajność (często spotykany obecnie LDO, wydaje się rozwiązywać problemy wydajnościowe); Wysoka emisja ciepła (szczególnie źródła zasilania dużej mocy) pośrednio zwiększa szum termiczny w systemie.
Zasada działania: Najpierw skorzystajmy z poniższego diagramu, aby zilustrować zasadę regulacji napięcia w zasilaczu regulowanym liniowo.
Rezystor zmienny RW i rezystor obciążający RL tworzą obwód dzielnika napięcia o napięciu wyjściowym:
Uo=Ui × RL/(RW plus RL), dlatego dostosowując rozmiar RW, można zmienić napięcie wyjściowe. Należy pamiętać, że w tym równaniu, jeśli spojrzymy tylko na zmianę wartości regulowanego rezystora RW, wyjście Uo nie jest liniowe, ale jeśli spojrzymy na RW i RL łącznie, jest liniowe. Należy również pamiętać, że nasz diagram nie przedstawia końca przewodu RW podłączonego z lewej strony, ale raczej z prawej strony. Choć może nie ma dużej różnicy we wzorze, narysowanie go po prawej stronie dokładnie oddaje pojęcia „próbkowanie” i „sprzężenie zwrotne” – w rzeczywistości zdecydowana większość źródeł prądu pracuje w trybie próbkowania i sprzężenia zwrotnego, a metody wyprzedzające są rzadko stosowane lub po prostu metody pomocnicze.
Kontynuujmy: jeśli zastąpimy rezystor zmienny na rysunku tranzystorem lub tranzystorem polowym i będziemy kontrolować wartość rezystancji tego „rezystora zmiennego” poprzez wykrywanie napięcia wyjściowego, tak aby napięcie wyjściowe pozostało stałe, osiągniemy cel stabilizacji napięcia. Ten tranzystor lub tranzystor polowy służy do regulacji wielkości wyjściowego napięcia, dlatego nazywa się go tranzystorem regulacyjnym.
Ze względu na to, że rurka regulacyjna jest połączona szeregowo pomiędzy zasilaczem a obciążeniem, nazywa się to zasilaczem regulowanym szeregowo. Odpowiednio istnieje równoległy zasilacz regulowany, który reguluje napięcie wyjściowe poprzez ustawienie równolegle rury regulacyjnej z obciążeniem. Typowy regulator napięcia odniesienia TL431 jest rodzajem zasilacza regulowanego równolegle. Znaczenie połączenia równoległego polega na zapewnieniu „stabilności” napięcia emitera lampy wzmacniacza tłumiącego poprzez bocznik, jak pokazano na rysunku 2. Być może liczba ta nie wskazuje od razu, że jest to „równoległe”, ale po bliższym przyjrzeniu się rzeczywiście tak jest. Należy jednak zauważyć, że zastosowany tutaj regulator napięcia działa w swoim obszarze nieliniowym. Dlatego też, jeśli jest uważany za źródło zasilania, jest to również nieliniowe źródło zasilania. Aby ułatwić wszystkim zrozumienie, poszukajmy później w miarę odpowiedniego diagramu, dopóki nie będziemy w stanie go zwięźle zrozumieć.
Ze względu na to, że rurka regulacyjna pełni funkcję rezystora i generuje ciepło podczas przepływu prądu przez rezystor, rurka regulacyjna pracująca w stanie liniowym generuje z reguły dużą ilość ciepła, co skutkuje niską sprawnością. Jest to jedna z głównych wad zasilaczy z regulacją liniową. Bardziej szczegółowe zrozumienie liniowych zasilaczy regulowanych można znaleźć w podręczniku analogowych obwodów elektronicznych. Naszym głównym celem jest pomoc każdemu w wyjaśnieniu tych pojęć i ich relacji.
