Детальне пояснення принципу роботи лінійного блоку живлення
Відповідно до робочого стану регулюючої трубки, ми часто ділимо регульоване джерело живлення на дві категорії: лінійне регульоване джерело живлення та імпульсне регульоване джерело живлення. Крім того, є невеликий блок живлення, який використовує стабілізатор напруги.
Лінійне стабілізоване джерело живлення, згадане тут, відноситься до стабілізованого джерела живлення постійного струму, в якому регулююча трубка працює в лінійному стані. Налаштування трубки для роботи в лінійному стані можна розуміти так: RW (див. аналіз нижче) є безперервно змінною, тобто лінійною. Однак у джерелах живлення з імпульсним режимом все інакше. Комутаційна трубка (в імпульсних джерелах живлення ми зазвичай називаємо регулювальну трубку комутаційною трубкою) працює в двох станах: увімкнено - з дуже низьким опором; Вимкнено - опір дуже високий. Трубка, яка працює у включеному/вимкненому стані, очевидно, не є лінійною.
Лінійне стабілізоване джерело живлення — це тип стабілізованого джерела живлення постійного струму, який використовувався відносно рано. Характеристики лінійного регульованого джерела живлення постійного струму: вихідна напруга нижча за вхідну; Швидка швидкість відгуку та невелика вихідна пульсація; низький рівень шуму при роботі; Низька ефективність (часто зустрічається в наш час LDO призначений для вирішення проблем ефективності); Високе виділення тепла, особливо від потужних джерел живлення, опосередковано додає системі тепловий шум.
Принцип роботи: Давайте спочатку використаємо наступну схему, щоб проілюструвати принцип регулювання напруги в джерелі живлення лінійного регулятора.
Uo=Ui × RL/(RW+RL), тому, регулюючи розмір RW, можна змінити вихідну напругу. Зауважте, що в цьому рівнянні, якщо ми дивимося лише на зміну значення регульованого резистора RW, вихід Uo не є лінійним, але якщо ми дивимося на RW і RL разом, він є лінійним. Також зауважте, що на нашій схемі не показано, що кінець виведення RW під’єднаний ліворуч, а скоріше праворуч. Хоча суттєвої різниці з формулою немає, малюнок праворуч ідеально відображає поняття «вибірка» і «зворотний зв'язок» - насправді переважна більшість блоків живлення працює в режимі вибірки і зворотного зв'язку, а методи прямого зв'язку використовуються рідко. або тільки як допоміжні методи.
Давайте продовжимо: якщо ми замінимо змінний резистор на схемі на транзистор або польовий транзистор і контролюємо опір цього "змінного резистора", виявляючи вихідну напругу, щоб підтримувати постійну вихідну напругу, ми досягнемо мети напруги стабілізація. Цей транзистор або польовий транзистор використовується для регулювання величини вихідної напруги, тому його називають регулювальним транзистором.
Через те, що регулювальна трубка підключена послідовно між джерелом живлення та навантаженням, це називається послідовним стабілізованим джерелом живлення. Відповідно, існує також регульоване джерело живлення паралельного типу, яке регулює вихідну напругу шляхом підключення регулюючої трубки паралельно навантаженню. Типовий опорний регулятор TL431 є регулятором паралельного типу. Сенс паралельного з'єднання подібний до регулятора напруги на малюнку 2, який забезпечує "стабільність" напруги емітера трубки підсилювача ослаблення через шунт. Можливо, на цій діаграмі не відразу видно, що вона «паралельна», але при ближчому розгляді це дійсно так. Однак слід також зазначити, що регулятор напруги тут працює, використовуючи свою нелінійну область. Таким чином, якщо він вважається джерелом живлення, він також є нелінійним джерелом живлення. Для зручності всім розуміння, давайте шукати відповідне зображення, щоб побачити, поки воно не буде легко зрозуміти.
Завдяки тому, що регулююча трубка є еквівалентом резистора, вона виділяє тепло, коли струм протікає через резистор. Тому регулюючі трубки, що працюють у лінійному стані, зазвичай виділяють велику кількість тепла, що призводить до низької ефективності. Це один з головних недоліків лінійних регульованих джерел живлення. Для більш детального розуміння лінійних регульованих джерел живлення зверніться до підручника з аналогових електронних схем. Наша головна мета тут — допомогти кожному роз’яснити ці поняття та їхні взаємозв’язки.
