Detaljnije objašnjenje koncepta rada linearno upravljanog napajanja
Regulirane izvore napajanja često kategoriziramo u dvije skupine na temelju uvjeta rada regulacijske cijevi: prekidački regulirani izvori napajanja i linearni regulirani izvori napajanja. Tu je i sićušno napajanje s Zener cijevi.
DC regulirano napajanje u kojem regulatorna cijev radi u linearnom stanju ovdje se naziva linearno regulirano napajanje. Da biste razumjeli kako cijev za podešavanje radi u linearnom stanju, razmotrite sljedeće: RW je kontinuirano varijabilan ili linearan (pogledajte analizu u nastavku). U prekidačkom napajanju je drugačije. Preklopna cijev radi u dva stanja: uključeno i isključeno: uključeno, otpor je izuzetno mali; isključen, otpor je vrlo mali velik. U sklopnom napajanju, cijev za podešavanje obično nazivamo sklopnom cijevi. Naravno, cijev koja radi u stanju uključeno-isključeno ne radi to na linearan način.
Stariji stil istosmjernog reguliranog napajanja je linearno regulirano napajanje. Čini se da LDO koji se često viđa sada rješava problem učinkovitosti. Međutim, linearno regulirano istosmjerno napajanje ima sljedeće karakteristike: izlazni napon je niži od ulaznog napona; brzina odziva je velika; izlazna valovitost je mala; buka koju stvara rad je niska; učinkovitost je niska; i veliko stvaranje topline (posebno kod izvora napajanja velike snage), što neizravno povećava toplinski šum u sustavu.
Princip rada: Sljedeća ilustracija će pokazati kako linearni kontrolirani izvor struje regulira napon.
Uo=UiRL/(RW plus RL), stoga se izlazni napon može mijenjati promjenom veličine RW. Primijetite da u ovoj formuli, ako uzmemo u obzir samo promjenu vrijednosti varijabilnog otpornika RW, izlaz Uo nije linearan; međutim, ako uzmemo u obzir i RW i RL, izlaz Uo je linearan. Također uzmite u obzir činjenicu da naša slika prikazuje izvođenje RW-a udesno, a ne ulijevo. Slika s desne strane prikazuje samo pojmove "uzorkovanje" i "povratna informacija", čak i ako nema razlike u odnosu na formulu; većina originalnih izvora napajanja radi na način uzorkovanja i povratne informacije. Feedforward pristup samo se povremeno koristi u nastavku ili se koristi samo kao pomoćna metoda.
Idemo dalje: zamijenimo li promjenjivi otpornik u dijagramu s triodom ili tranzistorom s efektom polja i reguliramo otpor tog "varistora" senzorom izlaznog napona, tako da izlazni napon bude konstantan, možemo stabilizaciju napona uspjeti u njegov cilj. Ova trioda ili cijev s efektom polja naziva se cijev za podešavanje jer se koristi za modificiranje izlaznog napona.
Budući da je regulatorska cijev spojena u seriju između napajanja i opterećenja, naziva se serijski regulirano napajanje. Sukladno tome, postoji i regulirani izvor napajanja šantnog tipa, koji treba prilagoditi izlazni napon spajanjem regulatorske cijevi paralelno s opterećenjem. Tipični regulator referentnog napona TL431 je regulator napona shunt tipa. Takozvani paralelni spoj znači da je poput cijevi regulatora napona na slici 2, "stabilnost" emiterskog napona cijevi prigušnog pojačala osigurana ranžiranjem. Možda se iz ove brojke ne vidi da se radi o "paralelnoj vezi", ali kad se bolje pogleda, to je doista tako. Međutim, ovdje bi svi trebali obratiti pozornost: cijev regulatora napona ovdje radi u svom nelinearnom području, tako da ako mislite da je to napajanje, to je također nelinearno napajanje. Kako bismo svima olakšali razumijevanje, osvrnimo se na razumno prikladnu sliku dok je ne budemo mogli sažeto razumjeti.
Budući da je cijev za podešavanje ekvivalentna otporniku, ona će generirati toplinu kada struja teče kroz otpornik, tako da će cijev za podešavanje koja radi u linearnom stanju općenito generirati mnogo topline, što rezultira niskom učinkovitošću. Ovo je jedan od najvažnijih nedostataka linearno reguliranih izvora napajanja. Za detaljnije razumijevanje linearno reguliranih izvora napajanja, pogledajte udžbenike o analognim elektroničkim sklopovima. Ovdje vam uglavnom pomažemo razjasniti te pojmove i odnos između njih.
