Подробный принцип работы линейного регулируемого источника питания
В зависимости от рабочего состояния регулирующей трубки мы часто делим регулируемый источник питания на две категории: линейный регулируемый источник питания и импульсный регулируемый источник питания. Кроме того, есть небольшой блок питания, в котором используется трубка Зенера.
Упомянутый здесь линейный регулируемый источник питания относится к регулируемому источнику питания постоянного тока, в котором трубка регулятора работает в линейном состоянии. Регулировочная трубка работает в линейном состоянии, что можно понять так: RW (см. анализ ниже) является плавно изменяющимся, то есть линейным. В импульсном блоке питания все иначе. Переключающая трубка (в импульсном блоке питания мы обычно называем регулировочную трубку переключающей трубкой) работает в двух состояниях: включено и выключено: включено - сопротивление очень мало; выкл - сопротивление очень маленькое большое. Лампа, работающая в двухпозиционном режиме, очевидно, не находится в линейном состоянии.
Источник питания с линейной стабилизацией — это тип источника питания постоянного тока, который использовался ранее. Характеристики линейного регулируемого источника питания постоянного тока: выходное напряжение ниже входного напряжения; скорость отклика высокая, пульсации на выходе небольшие; шум, создаваемый работой, низкий; эффективность низкая (LDO, который часто встречается сейчас, кажется, решает проблему эффективности); Большое тепловыделение (особенно мощный источник питания), что косвенно увеличивает тепловой шум в системе.
Принцип работы: Давайте сначала используем следующий рисунок, чтобы проиллюстрировать принцип линейного регулируемого источника питания для регулирования напряжения.
Как показано на рисунке ниже, переменный резистор RW и нагрузочный резистор RL образуют цепь делителя напряжения, и выходное напряжение равно:
Uo=Ui×RL/(RW плюс RL), поэтому, регулируя размер RW, можно изменить выходное напряжение. Обратите внимание, что в этой формуле, если мы посмотрим только на изменение значения регулируемого резистора RW, выход Uo не является линейным, но если мы посмотрим вместе на RW и RL, он будет линейным. Также обратите внимание, что на нашем рисунке вывод RW нарисован не влево, а вправо. Хотя в формуле нет никакой разницы, рисунок справа просто отражает понятия "выборки" и "обратной связи"--большинство реальных блоков питания работают в режиме выборки и обратной связи. Ниже показан метод прямой связи. применяется редко, а если и используется, то лишь как вспомогательный метод.
Продолжим: Если мы используем триод или полевой транзистор вместо переменного резистора на рисунке и контролируем значение сопротивления этого «варистора», определяя выходное напряжение, так что выходное напряжение остается постоянным, так что мы можем цель стабилизации напряжения достигнута. Этот триод или полевая лампа используется для регулировки выходного напряжения, поэтому она называется регулировочной трубкой.
Как показано на рис. 1, поскольку трубка регулятора соединена последовательно между источником питания и нагрузкой, она называется источником питания с последовательной регулировкой. Соответственно, есть и регулируемый источник питания шунтового типа, который регулирует выходное напряжение, подключая трубку регулятора параллельно нагрузке. Типовой эталонный регулятор напряжения TL431 представляет собой стабилизатор напряжения шунтового типа. Так называемое параллельное соединение означает, что, как и в лампе регулятора напряжения на рис. 2, «стабильность» эмиттерного напряжения лампы усилителя-ослабителя обеспечивается за счет шунтирования. Может быть, эта цифра и не позволяет увидеть, что это "параллельное соединение", но присмотревшись, действительно. Однако здесь всем следует обратить внимание: трубка регулятора напряжения здесь работает в своей нелинейной области, поэтому, если вы думаете, что это источник питания, это также нелинейный источник питания. Чтобы всем было легче понять, давайте обратимся к достаточно подходящей картинке, пока не сможем понять ее вкратце.
Поскольку регулировочная трубка эквивалентна резистору, она будет выделять тепло при протекании тока через резистор, поэтому регулировочная трубка, работающая в линейном состоянии, обычно выделяет много тепла, что приводит к низкой эффективности. Это один из важнейших недостатков линейных регулируемых источников питания. Для более подробного понимания линейных регулируемых источников питания обратитесь к учебникам по аналоговым электронным схемам. Здесь мы в основном помогаем вам прояснить эти понятия и взаимосвязь между ними.
