Lineaarse reguleeritava toiteallika tööpõhimõtte üksikasjalik selgitus
Vastavalt reguleerimistoru tööolekule jagame reguleeritud toiteallika sageli kahte kategooriasse: lineaarne reguleeritav toiteallikas ja lülitiga reguleeritav toiteallikas. Lisaks on väike toiteallikas, mis kasutab pingeregulaatorit.
Siin mainitud lineaarne reguleeritud toiteallikas viitab alalisvoolu reguleeritud toiteallikale, mis töötab lineaarses olekus koos reguleerimistoruga. Reguleerimistoru töötab lineaarses olekus, mida võib mõista järgmiselt: RW (vt analüüsi allpool) on pidevalt muutuv, see tähendab lineaarne. Lülitustoiteallikates töötab lülitustransistor (kombinatsioonitoiteallikates nimetatakse seda tavaliselt reguleerimistransistoriks) kahes olekus: sees - väga väikese takistusega; Väljas – takistus on kõrge. Sisse/väljas olekus töötav toru ei ole selgelt lineaarses olekus.
Lineaarne reguleeritud toiteallikas on suhteliselt varajane alalisvoolu reguleeritud toiteallika tüüp. Lineaarse reguleerimisega alalisvoolu toiteallika omadused on järgmised: väljundpinge on sisendpingest madalam; Kiire reageerimiskiirus ja väike väljundi pulsatsioon; Madal tööst põhjustatud müra; Madal efektiivsus (LDO, mida tänapäeval sageli nähakse, näib lahendavat efektiivsusprobleemid); Suur soojuse tootmine (eriti suure võimsusega toiteallikad) suurendab kaudselt süsteemi soojusmüra.
Tööpõhimõte: Kasutame esmalt järgmist diagrammi, et illustreerida pinge reguleerimise põhimõtet lineaarselt reguleeritavas toiteallikas.
Muutuva takisti RW ja koormustakisti RL moodustavad pingejaguri, mille väljundpinge on:
Uo=Ui × RL/(RW pluss RL), seega saab RW suurust reguleerides väljundpinget muuta. Pange tähele, et selles võrrandis, kui me vaatame ainult reguleeritava takisti RW väärtuse muutust, ei ole Uo väljund lineaarne, kuid kui vaatame RW ja RL koos, on see lineaarne. Pange tähele ka seda, et meie diagramm ei kujuta RW juhtmeotsa vasakule, vaid pigem paremale. Kuigi valemis ei pruugi palju erinevusi olla, peegeldab selle paremale joonistamine täpselt mõisteid "diskreetimine" ja "tagasiside" - tegelikkuses töötab valdav enamus toiteallikaid diskreetimis- ja tagasisiderežiimis ning edasisaatmismeetodeid kasutatakse harva. või lihtsalt abimeetodid.
Jätkame: kui asendame joonisel oleva muutuva takisti transistori või väljatransistoriga ja juhime selle "muutuva takisti" takistuse väärtust väljundpinge tuvastamise teel nii, et väljundpinge jääks konstantseks, saavutame eesmärgi pinge stabiliseerimisest. Seda transistori või väljatransistori kasutatakse pinge väljundi suuruse reguleerimiseks, seega nimetatakse seda reguleerimistransistoriks.
Kuna reguleerimistoru on järjestikku ühendatud toiteallika ja koormuse vahele, nimetatakse seda jadareguleeritud toiteallikaks. Vastavalt sellele on olemas paralleelreguleeritav toiteallikas, mis reguleerib väljundpinget paralleelselt reguleerimistoru koormusega. Tüüpiline võrdluspinge regulaator TL431 on paralleelreguleeritud toiteallika tüüp. Paralleelühenduse mõte on tagada sumbumisvõimendi toru emitteri pinge "stabiilsus" läbi šundi, nagu on näidatud joonisel 2. Võib-olla see joonis ei näita kohe, et see on "paralleel", kuid lähemal vaatlusel on see on tõesti nii. Siiski tuleb märkida, et siin kasutatav pingeregulaator töötab selle mittelineaarses piirkonnas. Seega, kui seda peetakse toiteallikaks, on see ka mittelineaarne toiteallikas. Kõigi arusaamise huvides otsime hiljem mõistlikult sobivat diagrammi, kuni saame sellest lühidalt aru.
Tulenevalt asjaolust, et reguleerimistoru toimib takistina ja tekitab soojust, kui voolu läbib takistit, tekitab lineaarses olekus töötav reguleerimistoru üldiselt palju soojust, mille tulemuseks on madal efektiivsus. See on lineaarse reguleerimisega toiteallikate üks peamisi puudusi. Lineaarsete reguleeritud toiteallikate üksikasjalikuma ülevaate saamiseks vaadake analoogelektroonika ahela õpikut. Meie peamine eesmärk on aidata kõigil neid mõisteid ja nende seoseid selgitada.
