Більш детальне пояснення принципу роботи лінійного керованого джерела живлення
Ми часто класифікуємо регульовані джерела живлення на дві групи залежно від умов функціонування регулюючої трубки: імпульсні регульовані джерела живлення та лінійні регульовані джерела живлення. Також є крихітний джерело живлення від лампи Зенера.
Регульоване джерело живлення постійного струму, в якому трубка регулятора працює в лінійному стані, тут називається лінійним регульованим джерелом живлення. Щоб зрозуміти, як регулювальна трубка працює в лінійних умовах, розглянемо наступне: RW є безперервно змінною, або лінійною (див. аналіз нижче). В імпульсному джерелі живлення все інакше. Комутаційна трубка працює в двох станах: увімкнено і вимкнено: увімкнено, опір надзвичайно малий; вимкнено, опір дуже малий великий. У імпульсному джерелі живлення ми зазвичай називаємо регулювальну трубку комутаційною трубкою. Звичайно, трубка, що працює у стані «ввімкнено-вимкнено», не робить це лінійним чином.
Старішим типом регульованого джерела живлення постійного струму є лінійне регульоване джерело живлення. LDO, який зараз часто можна побачити, здається, вирішує проблему ефективності. Однак лінійне регульоване джерело живлення постійного струму має такі характеристики: вихідна напруга нижча за вхідну; швидкість реакції висока; пульсація на виході мала; шум, створюваний при роботі, низький; ККД низький; і велике виділення тепла (особливо з джерелами живлення високої потужності), що опосередковано збільшує тепловий шум системи.
Принцип роботи: наступна ілюстрація показує, як лінійне кероване джерело живлення регулює напругу.
Uo=UiRL/(RW плюс RL), отже, вихідну напругу можна змінити, змінюючи розмір RW. Зверніть увагу, що в цій формулі, якщо ми розглядаємо лише зміну значення змінного резистора RW, вихід Uo не є лінійним; однак, якщо ми розглядаємо як RW, так і RL, вихід Uo буде лінійним. Також зверніть увагу на те, що наш малюнок показує відведення RW вправо, а не вліво. Зображення праворуч зображує лише поняття «вибірка» та «зворотний зв’язок», навіть якщо вони не відрізняються від формули; більшість справжніх блоків живлення працюють за принципом вибірки та зворотного зв’язку. Упереджуючий підхід використовується нижче лише іноді або лише як допоміжний метод.
Рухаємося далі: якщо ми замінимо змінний резистор на схемі на тріод або польовий транзистор і регулюємо опір цього «варистора» за допомогою визначення вихідної напруги, щоб вихідна напруга була постійною, ми можемо стабілізувати напругу. його мета. Ця тріодна або польова лампа називається регулювальною, оскільки вона використовується для зміни вихідної напруги.
Оскільки трубка регулятора підключена послідовно між джерелом живлення та навантаженням, її називають послідовно регульованим джерелом живлення. Відповідно, існує також регульоване джерело живлення шунтового типу, яке регулює вихідну напругу підключенням трубки-регулятора паралельно навантаженню. Типовий опорний стабілізатор напруги TL431 є стабілізатором напруги шунтового типу. Так зване паралельне з'єднання означає, що, як і трубка регулятора напруги на малюнку 2, "стабільність" напруги емітера трубки підсилювача з ослабленням забезпечується шунтуванням. Можливо, ця цифра не дозволяє зрозуміти, що це «паралельне з'єднання», але при найближчому розгляді це дійсно так. Але тут усім варто звернути увагу: трубка регулятора напруги тут працює у своїй нелінійній області, тому якщо ви думаєте, що це джерело живлення, то це також нелінійне джерело живлення. Для того, щоб усім було легше зрозуміти, давайте поглянемо на достатньо підходяще зображення, доки не зможемо зрозуміти його коротко.
Оскільки регулювальна трубка еквівалентна резистору, вона генеруватиме тепло, коли струм протікає через резистор, тому регулювальна трубка, що працює в лінійному стані, зазвичай виділяє багато тепла, що призводить до низької ефективності. Це один з найважливіших недоліків лінійних регульованих джерел живлення. Для більш детального розуміння лінійних регульованих джерел живлення зверніться до підручників з аналогових електронних схем. Тут ми головним чином допомагаємо вам роз’яснити ці поняття та зв’язок між ними.
