Детальний принцип роботи лінійного регульованого джерела 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 стабілітрон.
Згадане тут лінійне регульоване джерело живлення відноситься до регульованого джерела живлення постійного струму, в якому трубка регулятора працює в лінійному стані. Регулювальна трубка працює в лінійному стані, що можна зрозуміти таким чином: RW (див. аналіз нижче) безперервно змінюється, тобто є лінійним. Інша справа в імпульсному джерелі живлення. Комутаційна трубка (в імпульсному джерелі живлення ми зазвичай називаємо регулювальну трубку комутаційною трубкою) працює в двох станах: включено і вимкнено: включено - опір дуже малий; вимкнено - опір дуже малий великий. Трубка, що працює у стані «ввімкнено-вимкнено», очевидно, не є в лінійному стані.
Лінійне регульоване джерело живлення - це тип регульованого джерела живлення постійного струму, який використовувався раніше. Характеристики лінійного регульованого джерела живлення постійного струму: вихідна напруга нижча за вхідну; швидкість відгуку висока, вихідна пульсація мала; шум, створюваний при роботі, низький; ефективність низька (LDO, який часто можна побачити зараз, здається, вирішує проблему ефективності); Велике виділення тепла (особливо джерело живлення великої потужності), що опосередковано збільшує тепловий шум системи.
Принцип роботи: Давайте спочатку використаємо наступний малюнок, щоб проілюструвати принцип лінійного регульованого джерела живлення для регулювання напруги.
Як показано на малюнку нижче, змінний резистор RW і резистор навантаження RL утворюють схему дільника напруги, а вихідна напруга становить:
Uo=Ui×RL/(RW плюс RL), тому, регулюючи розмір RW, можна змінити вихідну напругу. Зауважте, що в цій формулі, якщо ми дивимося лише на зміну значення регульованого резистора RW, вихід Uo не є лінійним, але якщо ми розглядаємо RW і RL разом, він є лінійним. Також зауважте, що на нашому малюнку відведення RW зображено не вліво, а вправо. Хоча немає ніякої різниці з формулою, малюнок праворуч лише відображає поняття «вибірка» та «зворотний зв’язок»--більшість фактичних джерел живлення працюють у режимі вибірки та зворотного зв’язку Нижче метод прямого зв’язку використовується рідко, або якщо використовується, то лише як допоміжний метод.
Давайте продовжимо: якщо ми використовуємо тріод або польовий транзистор для заміни змінного резистора на малюнку та контролюємо значення опору цього "варистора", визначаючи вихідну напругу, так що вихідна напруга залишається постійною, щоб ми могли мета стабілізації напруги досягнута. Цей тріод або польова лампа використовується для регулювання вихідної напруги, тому її називають регулювальною.
Як показано на малюнку 1, 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 дає вам зрозуміти, що це «паралельне з'єднання», але при ближчому розгляді справді. 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. Щоб усім було легше зрозуміти, давайте поглянемо на досить підходяще зображення, поки не зможемо зрозуміти його коротко.
Оскільки регулювальна трубка еквівалентна резистору, вона генеруватиме тепло, коли струм протікає через резистор, тому регулювальна трубка, яка 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.
