Detaljno objašnjenje principa rada linearno reguliranog napajanja
Prema radnom stanju regulacijske cijevi, često dijelimo regulirano napajanje u dvije kategorije: linearno regulirano napajanje i prekidačem regulirano napajanje. Osim toga, tu je i mali izvor napajanja koji koristi regulator napona.
Ovdje spomenuto linearno regulirano napajanje odnosi se na DC regulirano napajanje koje radi u linearnom stanju s cijevi za podešavanje. Cijev za podešavanje radi u linearnom stanju, što se može razumjeti na sljedeći način: RW (vidi analizu u nastavku) je kontinuirano varijabilan, to jest, linearan. U prekidačkim izvorima napajanja, prekidački tranzistor (obično poznat kao tranzistor za podešavanje u prekidačkim izvorima napajanja) radi u dva stanja: uključen - s vrlo niskim otporom; Isključeno - Otpor je visok. Cijev koja radi u uključenom/isključenom stanju očito nije u linearnom stanju.
Linearno regulirano napajanje je relativno rana vrsta DC reguliranog napajanja. Karakteristike linearno reguliranog istosmjernog napajanja su: izlazni napon je niži od ulaznog napona; Brza brzina odziva i mala izlazna valovitost; Niska buka koju stvara rad; Niska učinkovitost (LDO, koji se danas često viđa, čini se da rješava probleme učinkovitosti); Visoko stvaranje topline (osobito izvori energije velike snage) neizravno povećava toplinski šum u sustavu.
Princip rada: Prvo upotrijebimo sljedeći dijagram za ilustraciju principa regulacije napona u linearno reguliranom izvoru napajanja.
Promjenjivi otpornik RW i otpornik opterećenja RL čine krug razdjelnika napona, s izlaznim naponom od:
Uo=Ui × RL/(RW plus RL), stoga se podešavanjem veličine RW može promijeniti izlazni napon. Imajte na umu da u ovoj jednadžbi, ako pogledamo samo promjenu vrijednosti podesivog otpornika RW, izlaz Uo nije linearan, ali ako pogledamo RW i RL zajedno, on je linearan. Također imajte na umu da naš dijagram ne prikazuje kraj RW izvoda spojen s lijeve strane, već s desne strane. Iako možda nema velike razlike u formuli, crtanje s desne strane točno odražava koncepte "uzorkovanja" i "povratne veze" - u stvarnosti, velika većina izvora napajanja radi u načinima uzorkovanja i povratne sprege, a metode povratne sprege rijetko se koriste , ili jednostavno pomoćne metode.
Nastavimo: ako promjenjivi otpornik na slici zamijenimo tranzistorom ili tranzistorom s efektom polja i kontroliramo vrijednost otpora tog "promjenjivog otpornika" detekcijom izlaznog napona, tako da izlazni napon ostane konstantan, postižemo cilj stabilizacije napona. Ovaj tranzistor ili tranzistor s efektom polja služi za podešavanje veličine izlaznog napona, pa se naziva tranzistor za podešavanje.
Zbog činjenice da je cijev za podešavanje spojena u seriju između napajanja i opterećenja, naziva se serijski regulirano napajanje. Sukladno tome, postoji paralelno regulirano napajanje, koje podešava izlazni napon paraleliziranjem regulacijske cijevi s opterećenjem. Tipični regulator referentnog napona TL431 vrsta je paralelno reguliranog napajanja. Značenje paralelne veze je osigurati "stabilnost" emiterskog napona cijevi pojačala prigušenja kroz shunt, kao što je prikazano na slici 2. Možda ova slika ne pokazuje odmah da je "paralelna", ali nakon detaljnijeg pregleda, je doista slučaj. Međutim, treba napomenuti da regulator napona koji se ovdje koristi radi u svom nelinearnom području. Stoga, ako se smatra izvorom energije, to je također i nelinearni izvor energije. Radi lakšeg razumijevanja svih, potražimo razumno prikladan dijagram kasnije dok ga ne budemo mogli sažeto razumjeti.
Zbog činjenice da cijev za podešavanje djeluje kao otpornik i stvara toplinu kada struja teče kroz otpornik, cijev za podešavanje koja radi u linearnom stanju općenito stvara veliku količinu topline, što rezultira niskom učinkovitošću. Ovo je jedan od glavnih nedostataka linearno reguliranih izvora napajanja. Za detaljnije razumijevanje linearno reguliranih izvora napajanja, pogledajte udžbenik za analogne elektroničke sklopove. Naša glavna svrha ovdje je pomoći svima u razjašnjavanju ovih pojmova i njihovih odnosa.
