Spiegazione dettagliata del principio di funzionamento dell'alimentatore regolato 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 con interruttore. Inoltre è presente un piccolo alimentatore che utilizza un regolatore di tensione.
L'alimentatore regolato lineare menzionato qui si riferisce a un alimentatore regolato CC che funziona in uno stato lineare con un tubo di regolazione. Il tubo di regolazione funziona in uno stato lineare, che può essere inteso come segue: RW (vedi analisi sotto) è continuamente variabile, cioè lineare. Negli alimentatori a commutazione, il transistor di commutazione (comunemente indicato come transistor di regolazione negli alimentatori a commutazione) funziona in due stati: acceso - con resistenza molto bassa; Spento: la resistenza è elevata. Il tubo che funziona nello stato on/off chiaramente non è in uno stato lineare.
L'alimentatore regolato lineare è un tipo relativamente precoce di alimentatore regolato CC. Le caratteristiche dell'alimentatore CC 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, sembra risolvere i problemi di efficienza); L'elevata generazione di calore (in particolare le fonti di alimentazione ad alta potenza) aumenta indirettamente il rumore termico nel sistema.
Principio di funzionamento: Utilizziamo innanzitutto il diagramma seguente per illustrare il principio di regolazione della tensione in un alimentatore regolato lineare.
Il resistore variabile RW e il resistore di carico RL formano un circuito divisore di tensione, con una tensione di uscita di:
Uo=Ui × RL/(RW più RL), pertanto, regolando la dimensione di RW, è possibile modificare la tensione di uscita. Si noti che in questa equazione, se guardiamo solo la variazione di 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 RW collegata a sinistra, ma piuttosto a destra. Anche se potrebbe non esserci molta differenza nella formula, il disegno a destra riflette esattamente i concetti di "campionamento" e "feedback" - in realtà, la stragrande maggioranza delle fonti di energia funziona in modalità campionamento e feedback, e i metodi feedforward sono usati raramente o semplicemente metodi ausiliari.
Continuiamo: se sostituiamo il resistore variabile in figura con un transistor o transistor ad effetto di campo, e controlliamo il valore di resistenza di questo "resistore variabile" rilevando la tensione di uscita, in modo che la tensione di uscita rimanga costante, raggiungiamo l'obiettivo della stabilizzazione della tensione. 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, viene chiamato alimentatore regolato in serie. Di conseguenza è presente un alimentatore regolato in parallelo, che regola la tensione di uscita mettendo in parallelo il tubo di regolazione con il carico. Un tipico regolatore di tensione di riferimento TL431 è un tipo di alimentatore regolato in parallelo. Il significato del collegamento in parallelo è garantire la "stabilità" della tensione dell'emettitore del tubo dell'amplificatore di attenuazione attraverso lo shunt, come mostrato nella Figura 2. Forse questa figura non indica immediatamente che è "parallelo", ma dopo un esame più attento, è davvero così. Va tuttavia notato che il regolatore di tensione qui utilizzato opera nella 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 in seguito un diagramma ragionevolmente adatto finché non saremo in grado di comprenderlo in modo conciso.
Dato che il tubo di regolazione agisce come un resistore e genera calore quando la corrente scorre attraverso il resistore, il tubo di regolazione che funziona in uno stato lineare generalmente genera 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.
