Детальне пояснення принципу 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 регульоване джерело живлення. Крім того, є невеликий блок живлення, який використовує стабілізатор напруги.
Лінійне регульоване джерело живлення, згадане тут, стосується регульованого джерела живлення постійного струму, яке працює в лінійному стані з регулювальною трубкою. Регулювальна трубка працює в лінійному стані, що можна зрозуміти таким чином: RW (див. аналіз нижче) безперервно змінюється, тобто є лінійним. В імпульсних джерелах живлення перемикаючий транзистор (зазвичай його називають транзистором регулювання в імпульсних джерелах живлення) працює в двох станах: увімкнено - з дуже низьким опором; Вимкнено – опір високий. Трубка, яка працює у включеному/вимкненому стані, явно не в лінійному стані.
Лінійне регульоване джерело живлення є відносно раннім типом регульованого джерела живлення постійного струму. 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 (LDO, який часто можна побачити в наш час, здається, вирішує проблеми ефективності); Високе тепловиділення (особливо потужні джерела живлення) опосередковано збільшує тепловий шум системи.
Принцип роботи: Давайте спочатку використаємо наступну схему, щоб проілюструвати принцип регулювання напруги в лінійному регульованому джерелі живлення.
Змінний резистор RW і резистор навантаження RL утворюють схему дільника напруги з вихідною напругою:
Uo=Ui × RL/(RW плюс RL), отже, 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 кінець проводу RW не зображено ліворуч, а скоріше праворуч. Хоча у формулі може бути невелика різниця, зображення її праворуч точно відображає поняття «вибірка» та «зворотний зв’язок» — насправді переважна більшість джерел живлення працює в режимах вибірки та зворотного зв’язку, а методи прямого зв’язку використовуються рідко. , або просто допоміжні методи.
Давайте продовжимо: якщо ми замінимо змінний резистор на малюнку на транзистор або польовий транзистор і контролюємо значення опору цього "змінного резистора", визначаючи вихідну напругу, так що вихідна напруга залишається постійною, ми досягаємо мети стабілізації напруги. Цей транзистор або польовий транзистор використовується для регулювання величини вихідної напруги, тому його називають транзистором регулювання.
Через те, що регулювальна трубка підключена послідовно між джерелом живлення та навантаженням, вона називається послідовно регульованим джерелом живлення. Відповідно, існує паралельне регульоване джерело живлення, яке регулює вихідну напругу шляхом паралельного підключення регулюючої трубки до навантаження. Типовий опорний стабілізатор напруги TL431 є типом паралельно регульованого джерела живлення. Сенс паралельного підключення полягає в тому, щоб забезпечити «стабільність» напруги емітера трубки підсилювача ослаблення через шунт, як показано на малюнку 2. Можливо, ця цифра не означає відразу, що це «паралель», але при найближчому розгляді це це дійсно так. Однак слід зазначити, що використовуваний тут стабілізатор напруги працює в своїй нелінійній області. Таким чином, якщо він вважається джерелом живлення, він також є нелінійним джерелом живлення. Для зручності всім розуміння, давайте шукати досить підходящу схему пізніше, поки ми не зможемо зрозуміти її коротко.
Через те, що регулювальна трубка діє як резистор і виділяє тепло, коли через резистор протікає струм, регулювальна трубка, яка працює в лінійному стані, зазвичай виділяє 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.
