A lineáris szabályozott tápegység működési elvének részletes ismertetése
A szabályozócső üzemállapota szerint a szabályozott tápegységet gyakran két kategóriába soroljuk: lineáris szabályozott tápegységre és kapcsolóvezérlésű tápegységre. Ezen kívül van egy kis tápegység, amely feszültségszabályozót használ.
Az itt említett lineárisan szabályozott tápegység egy DC-szabályozott tápegységre vonatkozik, amely lineáris állapotban, állítócsővel működik. Az állítócső lineáris állapotban működik, ami a következőképpen értelmezhető: RW (lásd az alábbi elemzést) folyamatosan változó, azaz lineáris. Kapcsolt tápegységekben a kapcsolótranzisztor (a kapcsolótápegységekben általában állítótranzisztornak nevezik) két állapotban működik: bekapcsolt - nagyon alacsony ellenállással; Ki – Az ellenállás nagy. A be/ki állapotban működő cső egyértelműen nem lineáris állapotban van.
A lineárisan szabályozott tápegység a DC szabályozott tápegység viszonylag korai típusa. A lineárisan szabályozott egyenáramú tápegység jellemzői: a kimeneti feszültség kisebb, mint a bemeneti feszültség; Gyors reakciósebesség és kis kimeneti hullámzás; A munka által keltett alacsony zajszint; Alacsony hatékonyság (a manapság gyakran tapasztalt LDO megoldja a hatékonysági problémákat); A magas hőtermelés (különösen a nagy teljesítményű áramforrások) közvetve növeli a rendszer hőzajt.
Működési elv: Először a következő diagram segítségével szemléltetjük a feszültségszabályozás elvét egy lineárisan szabályozott tápegységben.
Az RW változtatható ellenállás és az RL terhelőellenállás egy feszültségosztó áramkört alkot, amelynek kimeneti feszültsége:
Uo=Ui × RL/(RW plusz RL), ezért az RW méretének beállításával a kimeneti feszültség módosítható. Felhívjuk figyelmét, hogy ebben az egyenletben, 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. Vegye figyelembe azt is, hogy a diagramunk az RW vezetékvéget nem úgy ábrázolja, ahogyan a bal oldalra csatlakozik, hanem a jobb oldalon. Bár a képletben nem sok különbség lehet, a jobb oldali rajz pontosan tükrözi a "mintavételezés" és a "visszacsatolás" fogalmát - a valóságban az áramforrások túlnyomó többsége mintavételi és visszacsatolási módban működik, és a visszacsatolási módszereket ritkán alkalmazzák. , vagy egyszerűen csak segédmódszerek.
Folytassuk: ha az ábrán látható változtatható ellenállást tranzisztorra vagy térhatású tranzisztorra cseréljük, és ennek a "változóellenállásnak" az ellenállás értékét a kimeneti feszültség detektálásával szabályozzuk úgy, hogy a kimeneti feszültség állandó maradjon, akkor elérjük a célt. a feszültség stabilizálása. Ezt a tranzisztort vagy térhatású tranzisztort a kimeneti feszültség méretének beállítására használják, ezért állítótranzisztornak nevezik.
Tekintettel arra, hogy az állítócső sorba van kötve a tápegység és a terhelés közé, soros szabályozású tápegységnek nevezzük. Ennek megfelelően van egy párhuzamosan szabályozott tápegység, amely a szabályozócső terheléssel történő párhuzamosításával állítja be a kimeneti feszültséget. A tipikus TL431 referenciafeszültség-szabályozó a párhuzamosan szabályozott tápegység típusa. A párhuzamos kapcsolás lényege, hogy a csillapító erősítő cső emitterfeszültségének "stabilitását" biztosítsa söntön keresztül, amint az a 2. ábrán látható. Talán ez az ábra nem azonnal jelzi, hogy "párhuzamos", de közelebbről megvizsgálva valóban így van. Meg kell azonban jegyezni, hogy az itt használt feszültségszabályozó a nemlineáris tartományában működik. Ezért, ha áramforrásnak tekintjük, akkor egyben nemlineáris áramforrás is. Hogy mindenki könnyebben érthető legyen, keressünk később egy ésszerűen alkalmas diagramot, amíg nem tudjuk tömören megérteni.
Tekintettel arra, hogy a beállítócső ellenállásként működik és hőt termel, amikor áram folyik át az ellenálláson, a lineáris állapotban működő beállítócső általában nagy mennyiségű hőt termel, ami alacsony hatásfokot eredményez. Ez a lineárisan szabályozott tápegységek egyik fő hátránya. A lineárisan szabályozott tápegységek részletesebb megértéséhez olvassa el az analóg elektronikus áramköri tankönyvet. Fő célunk, hogy segítsünk mindenkinek tisztázni ezeket a fogalmakat és kapcsolataikat.
