Podrobné vysvětlení principu činnosti lineárního napájecího zdroje
Podle pracovního stavu regulační elektronky rozdělujeme často regulovaný zdroj do dvou kategorií: lineární regulovaný zdroj a spínaný regulovaný zdroj. Navíc je zde malý napájecí zdroj, který využívá regulátor napětí.
Zde uváděný lineární stabilizovaný napájecí zdroj se týká stejnosměrného stabilizovaného napájecího zdroje, ve kterém regulační trubice pracuje v lineárním stavu. Nastavení trubky pro práci v lineárním stavu lze chápat následovně: RW (viz analýza níže) je plynule proměnná, to znamená lineární. U spínaných zdrojů je to ale jinak. Spínací trubice (ve spínaných zdrojích obvykle označujeme nastavovací trubici jako spínací trubka) pracuje ve dvou stavech: zapnuto - s velmi malým odporem; Vypnuto - odpor je velmi vysoký. Trubka pracující ve stavu zapnuto/vypnuto zjevně není v lineárním stavu.
Lineární stabilizovaný napájecí zdroj je typ stejnosměrného stabilizovaného napájecího zdroje, který byl používán poměrně brzy. Charakteristiky lineárně regulovaného stejnosměrného zdroje jsou: výstupní napětí je nižší než vstupní napětí; Vysoká rychlost odezvy a malé zvlnění výstupu; Nízká hlučnost při práci; Nízká účinnost (LDO, které je dnes často vidět, je navrženo k řešení problémů účinnosti); Vysoká produkce tepla, zejména z vysoce výkonných zdrojů energie, nepřímo přidává tepelný šum do systému.
Princip činnosti: Nejprve pomocí následujícího diagramu ilustrujeme princip regulace napětí v napájecím zdroji lineárního regulátoru.
Uo=Ui × RL/(RW+RL), takže úpravou velikosti RW lze změnit výstupní napětí. Upozorňujeme, že pokud se v této rovnici podíváme pouze na změnu hodnoty nastavitelného odporu RW, výstup Uo není lineární, ale pokud se podíváme na RW a RL společně, je lineární. Všimněte si také, že náš diagram nezobrazuje konec přívodu RW připojený vlevo, ale spíše vpravo. Ačkoli zde není žádný významný rozdíl od vzorce, kresba vpravo dokonale odráží koncepty "sampling" a "feedback" - ve skutečnosti drtivá většina napájecích zdrojů pracuje v režimu vzorkování a zpětné vazby a metody dopředné vazby se používají jen zřídka. nebo se používají pouze jako pomocné metody.
Pokračujme: pokud nahradíme proměnný rezistor ve schématu tranzistorem nebo tranzistorem s efektem pole a odpor tohoto "variabilního rezistoru" budeme řídit detekcí výstupního napětí pro udržení konstantního výstupního napětí, dosáhneme cíle napětí stabilizace. Tento tranzistor nebo tranzistor s efektem pole se používá k nastavení velikosti výstupního napětí, proto se nazývá nastavovací tranzistor.
Vzhledem k tomu, že nastavovací trubice je zapojena do série mezi napájecí zdroj a zátěž, nazývá se sériově stabilizovaný napájecí zdroj. Odpovídajícím způsobem existuje také paralelní typ regulovaného zdroje, který upravuje výstupní napětí připojením regulační trubice paralelně k zátěži. Typický referenční regulátor TL431 je regulátor paralelního typu. Význam paralelního zapojení je jako u regulátoru napětí na obrázku 2, který zajišťuje "stabilitu" emitorového napětí elektronky útlumového zesilovače přes bočník. Možná tento diagram nemusí hned ukazovat, že je „paralelní“, ale při bližším zkoumání je to skutečně pravda. Je však třeba také poznamenat, že regulátor napětí zde pracuje s využitím své nelineární oblasti. Pokud je tedy považován za zdroj energie, jedná se také o nelineární zdroj energie. Pro usnadnění pochopení každého, hledejme vhodný obrázek, který bychom viděli, dokud nebude snadno pochopitelný.
Vzhledem k tomu, že regulační trubice je ekvivalentní rezistoru, generuje teplo, když odporem protéká proud. Proto regulační trubice pracující v lineárním stavu obecně generují velké množství tepla, což má za následek nízkou účinnost. To je jedna z hlavních nevýhod lineárně regulovaných napájecích zdrojů. Pro podrobnější pochopení lineárně regulovaných napájecích zdrojů nahlédněte do učebnice analogových elektronických obvodů. Naším hlavním cílem je pomoci všem objasnit tyto pojmy a jejich vztahy.
