Λεπτομερής επεξήγηση της αρχής λειτουργίας της γραμμικής ρυθμιζόμενης τροφοδοσίας
Σύμφωνα με την κατάσταση λειτουργίας του ρυθμιστικού σωλήνα, συχνά χωρίζουμε το ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό σε δύο κατηγορίες: γραμμική ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος και ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος με διακόπτη. Επιπλέον, υπάρχει ένα μικρό τροφοδοτικό που χρησιμοποιεί ρυθμιστή τάσης.
Το γραμμικό ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό που αναφέρεται εδώ αναφέρεται σε τροφοδοτικό με ρύθμιση DC που λειτουργεί σε γραμμική κατάσταση με σωλήνα ρύθμισης. Ο σωλήνας ρύθμισης λειτουργεί σε γραμμική κατάσταση, η οποία μπορεί να γίνει κατανοητή ως εξής: Το RW (βλέπε ανάλυση παρακάτω) είναι συνεχώς μεταβλητό, δηλαδή γραμμικό. Σε τροφοδοτικά μεταγωγής, το τρανζίστορ διακόπτη (κοινώς αναφέρεται ως τρανζίστορ ρύθμισης στα τροφοδοτικά μεταγωγής) λειτουργεί σε δύο καταστάσεις: ενεργό - με πολύ χαμηλή αντίσταση. Off - Η αντίσταση είναι υψηλή. Ο σωλήνας που λειτουργεί σε κατάσταση ενεργοποίησης/απενεργοποίησης σαφώς δεν βρίσκεται σε γραμμική κατάσταση.
Το γραμμικό ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό είναι ένας σχετικά πρώιμος τύπος τροφοδοτικού ρυθμιζόμενου DC. Τα χαρακτηριστικά της γραμμικής ρυθμιζόμενης τροφοδοσίας DC είναι: η τάση εξόδου είναι χαμηλότερη από την τάση εισόδου. Γρήγορη ταχύτητα απόκρισης και μικρός κυματισμός εξόδου. Χαμηλός θόρυβος που παράγεται από την εργασία. Χαμηλή απόδοση (το LDO, που παρατηρείται συχνά στις μέρες μας, φαίνεται να επιλύει προβλήματα απόδοσης). Η υψηλή παραγωγή θερμότητας (ιδιαίτερα οι πηγές ενέργειας υψηλής ισχύος) αυξάνει έμμεσα τον θερμικό θόρυβο στο σύστημα.
Αρχή λειτουργίας: Ας χρησιμοποιήσουμε πρώτα το παρακάτω διάγραμμα για να απεικονίσουμε την αρχή της ρύθμισης της τάσης σε μια γραμμική ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος.
Η μεταβλητή αντίσταση RW και η αντίσταση φορτίου RL σχηματίζουν ένα κύκλωμα διαιρέτη τάσης, με τάση εξόδου:
Uo=Ui × RL/(RW συν RL), επομένως, ρυθμίζοντας το μέγεθος του RW, η τάση εξόδου μπορεί να αλλάξει. Λάβετε υπόψη ότι σε αυτήν την εξίσωση, εάν κοιτάξουμε μόνο την αλλαγή της τιμής της ρυθμιζόμενης αντίστασης RW, η έξοδος του Uo δεν είναι γραμμική, αλλά αν δούμε τα RW και RL μαζί, είναι γραμμική. Σημειώστε επίσης ότι το διάγραμμά μας δεν απεικονίζει το άκρο του καλωδίου RW ως συνδεδεμένο στα αριστερά, αλλά μάλλον στα δεξιά. Αν και μπορεί να μην υπάρχει μεγάλη διαφορά στον τύπο, η σχεδίασή του στα δεξιά αντικατοπτρίζει με ακρίβεια τις έννοιες της "δειγματοληψίας" και της "ανατροφοδότησης" - στην πραγματικότητα, η συντριπτική πλειονότητα των πηγών ενέργειας λειτουργεί σε τρόπους δειγματοληψίας και ανάδρασης και οι μέθοδοι ανάδρασης σπάνια χρησιμοποιούνται , ή απλώς βοηθητικές μέθοδοι.
Ας συνεχίσουμε: αν αντικαταστήσουμε τη μεταβλητή αντίσταση στο σχήμα με ένα τρανζίστορ ή τρανζίστορ πεδίου και ελέγξουμε την τιμή αντίστασης αυτής της "μεταβλητής αντίστασης" ανιχνεύοντας την τάση εξόδου, έτσι ώστε η τάση εξόδου να παραμείνει σταθερή, πετυχαίνουμε τον στόχο σταθεροποίησης τάσης. Αυτό το τρανζίστορ ή το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του μεγέθους της τάσης εξόδου, επομένως ονομάζεται τρανζίστορ ρύθμισης.
Λόγω του γεγονότος ότι ο σωλήνας ρύθμισης συνδέεται σε σειρά μεταξύ του τροφοδοτικού και του φορτίου, ονομάζεται τροφοδοτικό ρυθμιζόμενο σε σειρά. Αντίστοιχα, υπάρχει παράλληλη ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος, η οποία ρυθμίζει την τάση εξόδου παραλληλίζοντας τον ρυθμιστικό σωλήνα με το φορτίο. Ένας τυπικός ρυθμιστής τάσης αναφοράς TL431 είναι ένας τύπος παράλληλης ρυθμιζόμενης τροφοδοσίας. Η έννοια της παράλληλης σύνδεσης είναι να εξασφαλιστεί η "σταθερότητα" της τάσης εκπομπού του σωλήνα ενισχυτή εξασθένησης μέσω διακλάδωσης, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Ίσως αυτό το σχήμα να μην υποδεικνύει αμέσως ότι είναι "παράλληλο", αλλά μετά από προσεκτικότερη επιθεώρηση, είναι πράγματι η περίπτωση. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι ο ρυθμιστής τάσης που χρησιμοποιείται εδώ λειτουργεί στη μη γραμμική του περιοχή. Επομένως, εάν θεωρείται πηγή ενέργειας, είναι και μη γραμμική πηγή ενέργειας. Για τη διευκόλυνση της κατανόησης όλων, ας αναζητήσουμε αργότερα ένα εύλογα κατάλληλο διάγραμμα μέχρι να μπορέσουμε να το κατανοήσουμε συνοπτικά.
Λόγω του γεγονότος ότι ο σωλήνας ρύθμισης λειτουργεί ως αντίσταση και παράγει θερμότητα όταν το ρεύμα ρέει μέσω της αντίστασης, ο σωλήνας ρύθμισης που λειτουργεί σε γραμμική κατάσταση παράγει γενικά μεγάλη ποσότητα θερμότητας, με αποτέλεσμα χαμηλή απόδοση. Αυτό είναι ένα από τα κύρια μειονεκτήματα των γραμμικών ρυθμιζόμενων τροφοδοτικών. Για μια πιο λεπτομερή κατανόηση των γραμμικών ρυθμιζόμενων τροφοδοτικών, ανατρέξτε στο εγχειρίδιο αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Ο κύριος σκοπός μας εδώ είναι να βοηθήσουμε όλους να ξεκαθαρίσουν αυτές τις έννοιες και τις σχέσεις τους.
