Základní princip činnosti lineárního napájecího zdroje
Jak již bylo zmíněno dříve, napájecí zdroje se dělí do dvou kategorií, lineární napájecí zdroje a spínané napájecí zdroje. Přestože spínané zdroje jsou složitější než lineární zdroje, jejich základní principy fungování jsou stejné. Ve skutečnosti jsou to všechny negativní zpětné vazby s uzavřenou smyčkou. Vlastní funkcí záporné zpětné vazby je stabilizace výstupního napětí.
Lineární napájecí zdroje jsou snižovací napájecí zdroje, které jsme zmínili dříve, to znamená, že výstupní napětí je nižší než vstupní napětí napájecího zdroje.
Existují také dva typy lineárních napájecích zdrojů: paralelní a sériové. Jednotka pro nastavení napětí paralelního napájecího zdroje je připojena paralelně k zátěži a trubka regulátoru napětí připojená paralelně k zátěži odvádí proud zátěže, aby udržela stabilní napětí zátěže, když se změní vstupní napětí nebo proud zátěže.
Sériový napájecí zdroj je účinnější než paralelní napájecí zdroj a jeho jednotka pro úpravu napětí využívá aktivní zařízení, která mají být zapojena do série mezi vstupní napájecí zdroj a zátěž.
Sériová nastavovací jednotka pracuje v lineárním režimu, což znamená, že nastavovací jednotka není navržena tak, aby byla v režimu plného zapnutí nebo úplného vypnutí, ale v režimu „částečně zapnuto“. Záporná zpětná vazba určuje stupeň vodivosti regulační jednotky pro udržení stability výstupního napětí.
Základním zařízením záporné zpětné vazby je operační zesilovač s vysokým ziskem. Obvykle tomu říkáme zesilovač chyby napětí, což je zařízení pro úpravu napětí na obrázku výše. Jeho funkcí je průběžně porovnávat výstupní napětí se stabilním referenčním napětím. , když má výstup jen několik milivoltových chyb, lze výstup upravit změnou vodivého napětí sériové nastavovací jednotky. Stabilní napěťová reference je připojena ke kladné vstupní svorce operačního zesilovače. Dělené výstupní napětí je blízko referenčnímu napětí a je připojeno k záporné vstupní svorce operačního zesilovače. Když je výstupní napětí stabilní, dělené výstupní napětí se rovná referenčnímu napětí.
Zesílení zesilovače napěťové chyby má mnohokrát zesílit rozdíl mezi referenčním napětím a výstupním napětím a zesílené chybové napětí přímo řídí odpor sériového nastavení jednotky pro udržení jmenovitého výstupního napětí. Pokud se zátěž zvýší, výstupní napětí klesne, pak se výstup zesilovače zvýší, což umožní, aby do zátěže protékal více proudu; podobně, pokud se zátěž sníží, výstupní napětí se zvýší a výstup zesilovače umožní průchodu propustného článku k poklesu zátěže.
Rychlost odezvy zesilovače chyby napětí na změny výstupu a přesnost řízení výstupního napětí závisí na návrhu kompenzace zpětné vazby zesilovače chyby. Velikost kompenzace záporné zpětné vazby je určena napěťovým dělicím odporem a odporem mezi zápornou vstupní svorkou a vstupní svorkou zesilovače chyby napětí. Určuje velikost stejnosměrného zesílení a přesnost výstupního napětí a také určuje zesílení a šířku pásma zesilovače při vysokých frekvencích, tedy dobu odezvy nebo přechodovou dobu odezvy na změny zátěže.
Pracovní proces lineárního napájecího zdroje je velmi jednoduchý, to znamená použití napěťové záporné zpětné vazby ke stabilizaci výstupního napětí napájecího zdroje.
