A lineáris szabályozott tápegység működési elvének bemutatása
A szabályozócső üzemállapota szerint a szabályozott tápegységet gyakran két kategóriába soroljuk: lineáris szabályozott tápegységre és kapcsolószabályozott tápegységre. Ezen kívül van egy kis tápegység, amely Zener csövet használ.
Az itt említett lineárisan szabályozott tápegység az egyenáramú szabályozott tápegységre vonatkozik, amelyben a szabályozócső lineáris állapotban működik. A beállítócső lineáris állapotban működik, ami így érthető: RW (lásd az alábbi elemzést) folyamatosan változó, azaz lineáris. A kapcsolóüzemű tápegységben más. A kapcsolócső (a kapcsolóüzemű tápegységben az állítócsövet általában kapcsolócsőnek nevezzük) két állapotban működik: be és ki: be - az ellenállás nagyon kicsi; off - az ellenállás nagyon kicsi, nagy. A be-ki állapotban működő cső nyilvánvalóan nem lineáris állapotban van.
A lineárisan szabályozott tápegység a korábban használt egyenáramú szabályozott tápegység. A lineárisan szabályozott egyenáramú tápegység jellemzői: a kimeneti feszültség kisebb, mint a bemeneti feszültség; a válaszsebesség gyors, a kimeneti hullámosság kicsi; a munka által keltett zaj alacsony; a hatékonyság alacsony (a mostanában gyakran látható LDO megoldja a hatékonysági problémát); Nagy hőtermelés (különösen nagy teljesítményű tápegység), amely közvetve növeli a rendszer hőzajt.
Működési elv: Először a következő ábrával szemléltetjük a lineárisan szabályozott tápegység elvét a feszültség szabályozására.
Az RW változtatható ellenállás és az RL terhelőellenállás egy feszültségosztó áramkört alkot, és a kimeneti feszültség:
Uo=Ui×RL/(RW plusz RL), tehát az RW méretének beállításával a kimeneti feszültség módosítható. Vegye figyelembe, hogy ebben a képletben, ha csak az RW állítható ellenállás értékváltozását nézzük, akkor az Uo kimenete nem lineáris, de ha az RW-t és az RL-t együtt nézzük, akkor lineáris. Azt is vegyük figyelembe, hogy ábránk nem balra, hanem jobbra rajzolja az RW kivezetését. Bár nincs különbség a képlettől, a jobb oldali rajz csak a "mintavétel" és a "visszacsatolás" fogalmát tükrözi--a tényleges tápegységek többsége mintavétel és visszacsatolás üzemmódban működik. Az alábbiakban a feedforward módszer ritkán használják, vagy ha használják, akkor csak segédmódszer.
Folytassuk: Ha az ábrán látható változtatható ellenállást trióda vagy térhatású tranzisztorral cseréljük ki, és ennek a „varisztornak” az ellenállásértékét a kimeneti feszültség detektálásával szabályozzuk úgy, hogy a kimeneti feszültség állandó maradjon, így a a feszültség stabilizálásának célja megvalósul. Ez a trióda vagy térhatású cső a kimeneti feszültség beállítására szolgál, ezért állítócsőnek nevezik.
Mivel a szabályozócső sorba van kötve a tápegység és a terhelés közé, ezt sorosan szabályozott tápegységnek nevezzük. Ennek megfelelően van egy sönt típusú, szabályozott tápegység is, amely a kimeneti feszültség beállítására szolgál egy szabályozócső terheléssel párhuzamos csatlakoztatásával. A tipikus TL431 referencia feszültségszabályozó egy sönt típusú feszültségszabályozó. Az úgynevezett párhuzamos kapcsolás azt jelenti, hogy a 2. ábrán látható feszültségszabályozó csőhöz hasonlóan a csillapító erősítő cső emitterfeszültségének "stabilitása" is söntéssel biztosított. Lehet, hogy ez az ábra nem engedi látni, hogy ez "párhuzamos kapcsolat", de ha jobban megnézzük, ez valóban így van. Itt azonban mindenki figyeljen: az itteni feszültségszabályozó cső a maga nemlineáris tartományában működik, tehát ha úgy gondolja, hogy tápegységről van szó, akkor az is nemlineáris táp. Annak érdekében, hogy mindenki számára könnyebben érthető legyen, tekintsünk vissza egy ésszerűen alkalmas képet, amíg meg nem értjük tömören.
Mivel a beállítócső egyenértékű egy ellenállással, hőt termel, amikor az áram átfolyik az ellenálláson, így a lineáris állapotban működő beállítócső általában sok hőt termel, ami alacsony hatásfokot eredményez. Ez a lineárisan szabályozott tápegységek egyik legfontosabb hátránya. A lineárisan szabályozott tápegységek részletesebb megértéséhez olvassa el az analóg elektronikus áramkörökről szóló tankönyveket. Itt elsősorban ezen fogalmak és a köztük lévő kapcsolat tisztázásában segítünk.
