اصل کار دقیق منبع تغذیه تنظیم شده خطی

اصل کار دقیق منبع تغذیه تنظیم شده خطی

با توجه به وضعیت کار لوله تنظیم، ما اغلب منبع تغذیه تنظیم شده را به دو دسته تقسیم می کنیم: منبع تغذیه تنظیم شده خطی و منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ. علاوه بر این، یک منبع تغذیه کوچک وجود دارد که از لوله زنر استفاده می کند.

منبع تغذیه تنظیم شده خطی که در اینجا ذکر شد به منبع تغذیه تنظیم شده DC اشاره دارد که در آن لوله تنظیم کننده به صورت خطی کار می کند. لوله تنظیم در حالت خطی کار می کند، که می توان آن را به این صورت درک کرد: RW (تحلیل زیر را ببینید) به طور پیوسته متغیر است، یعنی خطی. در منبع تغذیه سوئیچینگ متفاوت است. لوله سوئیچینگ (در منبع تغذیه سوئیچینگ، ما به طور کلی لوله تنظیم را یک لوله سوئیچینگ می نامیم) در دو حالت کار می کند: روشن و خاموش: روشن - مقاومت بسیار کوچک است. خاموش - مقاومت بسیار کوچک است. لوله ای که در حالت روشن و خاموش کار می کند، بدیهی است که در حالت خطی نیست.

منبع تغذیه تنظیم شده خطی نوعی منبع تغذیه تنظیم شده DC است که قبلاً استفاده می شد. ویژگی های منبع تغذیه DC تنظیم شده خطی عبارتند از: ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی است. سرعت پاسخ سریع است، موج خروجی کوچک است. سر و صدای تولید شده توسط کار کم است. راندمان پایین است (LDO که اغلب دیده می شود به نظر می رسد مشکل کارایی را حل می کند). تولید گرمای زیاد (به ویژه منبع تغذیه با توان بالا) که به طور غیرمستقیم نویز حرارتی سیستم را افزایش می دهد.

اصل کار: ابتدا از شکل زیر برای نشان دادن اصل منبع تغذیه تنظیم شده خطی برای تنظیم ولتاژ استفاده می کنیم.

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، مقاومت متغیر RW و مقاومت بار RL یک مدار تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهند و ولتاژ خروجی برابر است با:

Uo=Ui×RL/(RW به علاوه RL)، بنابراین با تنظیم اندازه RW، می توان ولتاژ خروجی را تغییر داد. لطفا توجه داشته باشید که در این فرمول، اگر فقط به تغییر مقدار مقاومت قابل تنظیم RW نگاه کنیم، خروجی Uo خطی نیست، اما اگر RW و RL را با هم نگاه کنیم، خطی است. همچنین توجه داشته باشید که شکل ما خروجی RW را به سمت چپ نمی‌کشد، بلکه به سمت راست می‌کشد. اگرچه هیچ تفاوتی با فرمول وجود ندارد، نقاشی سمت راست فقط مفاهیم "نمونه گیری" و "بازخورد" را نشان می دهد--بیشتر منابع تغذیه واقعی در حالت نمونه گیری و بازخورد کار می کنند در زیر، روش بازخورد به ندرت استفاده می شود، یا اگر استفاده می شود، فقط یک روش کمکی است.

ادامه می دهیم: اگر از ترانزیستور تریود یا اثر میدان برای جایگزینی مقاومت متغیر شکل استفاده کنیم و با تشخیص ولتاژ خروجی مقدار مقاومت این "واریستور" را کنترل کنیم تا ولتاژ خروجی ثابت بماند تا بتوانیم هدف از تثبیت ولتاژ به دست آمده است. از این تریود یا تیوب جلوه میدان برای تنظیم ولتاژ خروجی استفاده می شود، بنابراین به آن لوله تنظیم می گویند.

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، از آنجایی که لوله تنظیم کننده به صورت سری بین منبع تغذیه و بار وصل شده است، منبع تغذیه تنظیم شده سری نامیده می شود. به همین ترتیب، یک منبع تغذیه تنظیم شده از نوع شنت نیز وجود دارد که برای تنظیم ولتاژ خروجی با اتصال یک لوله تنظیم کننده موازی با بار است. رگولاتور ولتاژ مرجع معمولی TL431 یک تنظیم کننده ولتاژ از نوع شنت است. به اصطلاح اتصال موازی به این معنی است که مانند لوله تنظیم کننده ولتاژ در شکل 2، "پایداری" ولتاژ امیتر لوله تقویت کننده تضعیف کننده با شنت تضمین می شود. شاید این شکل به شما اجازه ندهد که ببینید "اتصال موازی" است، اما در واقع یک نگاه دقیق تر. با این حال، همه باید در اینجا توجه کنند: لوله تنظیم کننده ولتاژ در اینجا در منطقه غیر خطی خود کار می کند، بنابراین اگر فکر می کنید منبع تغذیه است، منبع تغذیه غیر خطی نیز است. برای اینکه درک آن برای همه آسانتر شود، بیایید به یک تصویر نسبتا مناسب نگاه کنیم تا زمانی که بتوانیم آن را به طور خلاصه درک کنیم.

از آنجایی که لوله تنظیم معادل یک مقاومت است، هنگامی که جریان از مقاومت عبور می کند، گرما ایجاد می کند، بنابراین لوله تنظیمی که در حالت خطی کار می کند، معمولاً گرمای زیادی تولید می کند و در نتیجه راندمان پایینی دارد. این یکی از مهمترین معایب منابع تغذیه تنظیم شده خطی است. برای درک دقیق‌تر منابع تغذیه تنظیم‌شده خطی، لطفاً به کتاب‌های درسی مدارهای الکترونیکی آنالوگ مراجعه کنید. در اینجا ما عمدتاً به شما کمک می کنیم تا این مفاهیم و رابطه بین آنها را روشن کنید.