Μια πιο εμπεριστατωμένη εξήγηση της ιδέας λειτουργίας του γραμμικού ελεγχόμενου τροφοδοτικού
Συχνά κατηγοριοποιούμε τα ρυθμιζόμενα τροφοδοτικά σε δύο ομάδες με βάση την κατάσταση λειτουργίας του ρυθμιστικού σωλήνα: ρυθμιζόμενα τροφοδοτικά μεταγωγής και γραμμικά ρυθμιζόμενα τροφοδοτικά. Υπάρχει επίσης ένα μικροσκοπικό τροφοδοτικό με σωλήνα Zener.
Η τροφοδοσία ρεύματος με ρύθμιση DC στην οποία ο σωλήνας ρυθμιστή λειτουργεί σε γραμμική κατάσταση αναφέρεται εδώ ως γραμμική ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος. Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ο σωλήνας ρύθμισης σε γραμμική κατάσταση, λάβετε υπόψη τα εξής: Το RW είναι συνεχώς μεταβλητό ή γραμμικό (δείτε την ανάλυση παρακάτω). Στο τροφοδοτικό μεταγωγής είναι διαφορετικά. Ο σωλήνας μεταγωγής λειτουργεί σε δύο καταστάσεις: ενεργοποίηση και απενεργοποίηση: αναμμένη, η αντίσταση είναι εξαιρετικά μικρή. μακριά, η αντίσταση είναι πολύ μικρή μεγάλη. Στο τροφοδοτικό μεταγωγής, αναφερόμαστε συνήθως στον σωλήνα ρύθμισης ως σωλήνα μεταγωγής. Φυσικά, ένας σωλήνας που λειτουργεί σε κατάσταση ενεργοποίησης-απενεργοποίησης δεν το κάνει με γραμμικό τρόπο.
Ένα παλαιότερο στυλ τροφοδοσίας με ρυθμιζόμενο DC είναι το γραμμικό ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό. Το LDO που εμφανίζεται συχνά τώρα φαίνεται να λύνει το πρόβλημα της αποδοτικότητας. Ωστόσο, το γραμμικά ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό DC έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: η τάση εξόδου είναι χαμηλότερη από την τάση εισόδου. η ταχύτητα απόκρισης είναι γρήγορη. ο κυματισμός εξόδου είναι μικρός. ο θόρυβος που δημιουργείται από την εργασία είναι χαμηλός. η απόδοση είναι χαμηλή. και μεγάλη παραγωγή θερμότητας (ειδικά με τροφοδοτικά υψηλής ισχύος), η οποία αυξάνει έμμεσα τον θερμικό θόρυβο στο σύστημα.
Αρχή λειτουργίας: Η παρακάτω εικόνα θα δείξει πώς μια γραμμική ελεγχόμενη πηγή ισχύος ρυθμίζει την τάση.
Uo=UiRL/(RW συν RL), επομένως η τάση εξόδου μπορεί να αλλάξει μεταβάλλοντας το μέγεθος του RW. Παρακαλώ σημειώστε ότι σε αυτόν τον τύπο, εάν λάβουμε υπόψη μόνο την αλλαγή της τιμής της μεταβλητής αντίστασης RW, η έξοδος του Uo δεν είναι γραμμική. Ωστόσο, εάν λάβουμε υπόψη και τα δύο RW και RL, η έξοδος του Uo είναι γραμμική. Λάβετε επίσης υπόψη το γεγονός ότι το σχήμα μας δείχνει την έξοδο του RW προς τα δεξιά και όχι προς τα αριστερά. Η εικόνα στα δεξιά απεικονίζει μόνο τις έννοιες "δειγματοληψία" και "ανατροφοδότηση", ακόμα κι αν δεν υπάρχει διαφορά από τον τύπο. η πλειοψηφία των γνήσιων τροφοδοτικών λειτουργεί με τον τρόπο δειγματοληψίας και ανάδρασης. Η προσέγγιση ανατροφοδότησης χρησιμοποιείται μόνο περιστασιακά παρακάτω ή χρησιμοποιείται μόνο ως βοηθητική μέθοδος.
Ας προχωρήσουμε: Εάν αντικαταστήσουμε τη μεταβλητή αντίσταση στο διάγραμμα με ένα τρανζίστορ τριόδου ή εφέ πεδίου και ρυθμίσουμε την αντίσταση αυτού του "βαρίστορ" ανιχνεύοντας την τάση εξόδου, έτσι ώστε η τάση εξόδου να είναι σταθερή, μπορούμε να επιτύχουμε σταθεροποίηση τάσης στόχο του. Αυτός ο σωλήνας τριόδου ή εφέ πεδίου αναφέρεται ως σωλήνας ρύθμισης, καθώς χρησιμοποιείται για την τροποποίηση της τάσης εξόδου.
Δεδομένου ότι ο σωλήνας ρυθμιστή συνδέεται σε σειρά μεταξύ του τροφοδοτικού και του φορτίου, ονομάζεται τροφοδοτικό ρυθμιζόμενο σε σειρά. Αντίστοιχα, υπάρχει επίσης ένα ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό τύπου shunt, το οποίο είναι για τη ρύθμιση της τάσης εξόδου συνδέοντας έναν σωλήνα ρυθμιστή παράλληλα με το φορτίο. Ο τυπικός ρυθμιστής τάσης αναφοράς TL431 είναι ένας ρυθμιστής τάσης τύπου διακλάδωσης. Η λεγόμενη παράλληλη σύνδεση σημαίνει ότι όπως ο σωλήνας ρυθμιστή τάσης στο Σχήμα 2, η "σταθερότητα" της τάσης εκπομπού του σωλήνα ενισχυτή εξασθένησης εξασφαλίζεται με διακλάδωση. Ίσως αυτό το σχήμα να μην σας αφήνει να δείτε ότι είναι "παράλληλη σύνδεση", αλλά σε πιο προσεκτική εξέταση, είναι πράγματι έτσι. Ωστόσο, όλοι πρέπει να δώσουν προσοχή εδώ: ο σωλήνας ρυθμιστή τάσης εδώ λειτουργεί στη μη γραμμική του περιοχή, οπότε αν νομίζετε ότι είναι τροφοδοτικό, είναι επίσης μη γραμμικό τροφοδοτικό. Προκειμένου να γίνει πιο κατανοητό για όλους, ας ανατρέξουμε σε μια εύλογα κατάλληλη εικόνα μέχρι να μπορέσουμε να την κατανοήσουμε συνοπτικά.
Δεδομένου ότι ο σωλήνας ρύθμισης είναι ισοδύναμος με μια αντίσταση, θα παράγει θερμότητα όταν το ρεύμα ρέει μέσω της αντίστασης, επομένως ο σωλήνας ρύθμισης που λειτουργεί σε γραμμική κατάσταση θα παράγει γενικά πολλή θερμότητα, με αποτέλεσμα χαμηλή απόδοση. Αυτό είναι ένα από τα πιο σημαντικά μειονεκτήματα των γραμμικών ρυθμιζόμενων τροφοδοτικών. Για μια πιο λεπτομερή κατανόηση των γραμμικών ρυθμιζόμενων τροφοδοτικών, ανατρέξτε στα εγχειρίδια για αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα. Εδώ σας βοηθάμε κυρίως να διευκρινίσετε αυτές τις έννοιες και τη σχέση μεταξύ τους.
