Spiegazione dettagliata del principio di funzionamento dell'alimentatore lineare
In base allo stato di funzionamento del tubo di regolazione, spesso dividiamo l'alimentatore regolato in due categorie: alimentatore regolato lineare e alimentatore regolato a commutazione. Inoltre è presente un piccolo alimentatore che utilizza un regolatore di tensione.
L'alimentatore stabilizzato lineare a cui si fa riferimento qui si riferisce a un alimentatore stabilizzato CC in cui il tubo di regolazione funziona in uno stato lineare. La regolazione del tubo per lavorare in uno stato lineare può essere intesa come segue: RW (vedi analisi sotto) è continuamente variabile, cioè lineare. Negli alimentatori a commutazione, tuttavia, la situazione è diversa. Il tubo di commutazione (negli alimentatori a commutazione, solitamente ci riferiamo al tubo di regolazione come tubo di commutazione) funziona in due stati: acceso - con resistenza molto bassa; Spento: la resistenza è molto alta. Il tubo che funziona nello stato on/off ovviamente non è in uno stato lineare.
L'alimentatore stabilizzato lineare è un tipo di alimentatore stabilizzato CC utilizzato relativamente presto. Le caratteristiche di un alimentatore DC regolato lineare sono: la tensione di uscita è inferiore alla tensione di ingresso; Velocità di risposta rapida e piccola ondulazione in uscita; Basso rumore generato dal lavoro; Bassa efficienza (LDO, che si vede spesso al giorno d'oggi, è progettato per risolvere problemi di efficienza); L'elevata generazione di calore, soprattutto da fonti di alimentazione ad alta potenza, aggiunge indirettamente rumore termico al sistema.
Principio di funzionamento: Utilizziamo innanzitutto il diagramma seguente per illustrare il principio di regolazione della tensione in un alimentatore con regolatore lineare.
Uo=Ui × RL/(RW+RL), quindi regolando la dimensione di RW, è possibile modificare la tensione di uscita. Si noti che in questa equazione, se guardiamo solo la variazione del valore del resistore regolabile RW, l'uscita di Uo non è lineare, ma se guardiamo RW e RL insieme, è lineare. Si noti inoltre che il nostro diagramma non raffigura l'estremità del cavo dell'RW come collegata a sinistra, ma piuttosto a destra. Sebbene non vi sia alcuna differenza significativa rispetto alla formula, il disegno a destra riflette perfettamente i concetti di "campionamento" e "feedback" - in realtà, la stragrande maggioranza degli alimentatori funziona in modalità campionamento e feedback, e i metodi feedforward sono usati raramente o utilizzati solo come metodi ausiliari.
Continuiamo: se sostituiamo il resistore variabile nello schema con un transistor o transistor ad effetto di campo e controlliamo la resistenza di questo "resistore variabile" rilevando la tensione di uscita per mantenere una tensione di uscita costante, raggiungeremo l'obiettivo della tensione stabilizzazione. Questo transistor o transistor ad effetto di campo viene utilizzato per regolare la dimensione dell'uscita di tensione, quindi è chiamato transistor di regolazione.
Poiché il tubo di regolazione è collegato in serie tra l'alimentatore e il carico, si parla di alimentatore stabilizzato in serie. Di conseguenza, esiste anche un alimentatore regolato di tipo parallelo, che regola la tensione di uscita collegando il tubo di regolazione in parallelo al carico. Il tipico regolatore di riferimento TL431 è un regolatore di tipo parallelo. Il significato della connessione in parallelo è come il regolatore di tensione nella Figura 2, che garantisce la "stabilità" della tensione dell'emettitore del tubo dell'amplificatore di attenuazione attraverso lo shunt. Forse questo diagramma potrebbe non mostrare immediatamente che è "parallelo", ma ad un esame più attento, è effettivamente vero. Va tuttavia notato anche che in questo caso il regolatore di tensione funziona utilizzando la sua regione non lineare. Pertanto, se è considerata una fonte di energia, è anche una fonte di energia non lineare. Per comodità di comprensione di tutti, cerchiamo un'immagine adatta da vedere finché non possa essere facilmente compresa.
Poiché il tubo di regolazione equivale a un resistore, genera calore quando la corrente scorre attraverso il resistore. Pertanto, i tubi di regolazione che funzionano in uno stato lineare generalmente generano una grande quantità di calore, con conseguente bassa efficienza. Questo è uno dei principali inconvenienti degli alimentatori regolati lineari. Per una comprensione più dettagliata degli alimentatori regolati lineari, fare riferimento al libro di testo sui circuiti elettronici analogici. Il nostro scopo principale qui è aiutare tutti a chiarire questi concetti e le loro relazioni.
