توضیح کامل تر از مفهوم عملکرد منبع تغذیه کنترل شده خطی
ما اغلب منابع تغذیه تنظیم شده را بر اساس شرایط عملکرد لوله تنظیم به دو گروه دسته بندی می کنیم: منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ و منبع تغذیه تنظیم شده خطی. همچنین یک منبع تغذیه کوچک با لوله Zener وجود دارد.
منبع تغذیه تنظیمشده DC که در آن لوله تنظیمکننده در حالت خطی کار میکند، در اینجا منبع تغذیه تنظیمشده خطی نامیده میشود. به منظور درک نحوه عملکرد لوله تنظیم در شرایط خطی، موارد زیر را در نظر بگیرید: RW به طور پیوسته متغیر یا خطی است (تحلیل زیر را ببینید). در منبع تغذیه سوئیچینگ متفاوت است. لوله سوئیچینگ در دو حالت کار می کند: روشن و خاموش: روشن، مقاومت بسیار کوچک است. خاموش، مقاومت بسیار کوچک است. در منبع تغذیه سوئیچینگ، ما معمولا به لوله تنظیم به عنوان یک لوله سوئیچینگ اشاره می کنیم. البته، لوله ای که در حالت خاموش و روشن کار می کند، این کار را به صورت خطی انجام نمی دهد.
سبک قدیمیتر منبع تغذیه تنظیمشده DC، منبع تغذیه تنظیمشده خطی است. LDO که اکنون اغلب دیده می شود به نظر می رسد مشکل کارایی را حل می کند. با این حال، منبع تغذیه DC تنظیم شده خطی دارای ویژگی های زیر است: ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی است. سرعت پاسخ سریع است. ریپل خروجی کوچک است. سر و صدای تولید شده توسط کار کم است. راندمان کم است؛ و تولید گرمای زیاد (مخصوصاً با منابع تغذیه پرقدرت) که به طور غیر مستقیم باعث افزایش نویز حرارتی سیستم می شود.
اصل کار: تصویر زیر نشان می دهد که چگونه یک منبع تغذیه کنترل شده خطی ولتاژ را تنظیم می کند.
Uo=UiRL/(RW به اضافه RL)، بنابراین ولتاژ خروجی را می توان با تغییر اندازه RW تغییر داد. لطفا توجه داشته باشید که در این فرمول، اگر فقط تغییر مقدار مقاومت متغیر RW را در نظر بگیریم، خروجی Uo خطی نیست. با این حال، اگر RW و RL را در نظر بگیریم، خروجی Uo خطی است. همچنین به این واقعیت توجه داشته باشید که شکل ما خروجی RW را به سمت راست نشان می دهد تا سمت چپ. تصویر سمت راست فقط مفاهیم «نمونهگیری» و «بازخورد» را نشان میدهد، حتی اگر تفاوتی با فرمول وجود نداشته باشد. اکثر منبع تغذیه واقعی به روش نمونه گیری و بازخورد کار می کنند. رویکرد پیشخور فقط گاهی اوقات در زیر استفاده می شود، یا فقط به عنوان یک روش کمکی استفاده می شود.
ادامه می دهیم: اگر مقاومت متغیر در نمودار را با ترانزیستور تریود یا اثر میدان جایگزین کنیم و مقاومت این "واریستور" را با حس کردن ولتاژ خروجی تنظیم کنیم تا ولتاژ خروجی ثابت باشد، می توانیم تثبیت ولتاژ را با موفقیت انجام دهیم. هدف آن این لوله سه گانه یا اثر میدانی به عنوان یک لوله تنظیم نامیده می شود زیرا برای تغییر ولتاژ خروجی استفاده می شود.
از آنجایی که لوله رگلاتور به صورت سری بین منبع تغذیه و بار متصل می شود، 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 رقم به شما اجازه ندهد که ببینید "اتصال موازی" است، اما با بررسی دقیق تر، واقعاً چنین است. 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 آسان تر 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 تنظیم کننده 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.
