Explicación detallada del principio de funcionamiento de la unidad de fuente de alimentación lineal.
Según el estado de funcionamiento del tubo regulador, a menudo dividimos la fuente de alimentación regulada en dos categorías: fuente de alimentación regulada lineal y fuente de alimentación regulada conmutada. Además, hay una pequeña fuente de alimentación que utiliza un regulador de voltaje.
La fuente de alimentación estabilizada lineal a la que se hace referencia aquí se refiere a una fuente de alimentación estabilizada de CC en la que el tubo regulador funciona en un estado lineal. Ajustar el tubo para que funcione en un estado lineal se puede entender de la siguiente manera: RW (ver análisis a continuación) es continuamente variable, es decir, lineal. Sin embargo, en las fuentes de alimentación conmutadas la situación es diferente. El tubo de conmutación (en las fuentes de alimentación conmutadas, normalmente nos referimos al tubo de ajuste como tubo de conmutación) funciona en dos estados: encendido, con muy baja resistencia; Apagado: la resistencia es muy alta. El tubo que funciona en estado encendido/apagado obviamente no está en un estado lineal.
La fuente de alimentación estabilizada lineal es un tipo de fuente de alimentación estabilizada de CC que se utilizó relativamente pronto. Las características de una fuente de alimentación CC regulada lineal son: el voltaje de salida es menor que el voltaje de entrada; Velocidad de respuesta rápida y pequeña ondulación de salida; Bajo ruido generado por el trabajo; Baja eficiencia (LDO, que se ve a menudo hoy en día, está diseñado para resolver problemas de eficiencia); La alta generación de calor, especialmente proveniente de fuentes de energía de alta potencia, agrega indirectamente ruido térmico al sistema.
Principio de funcionamiento: primero usemos el siguiente diagrama para ilustrar el principio de regulación del voltaje en una fuente de alimentación de regulador lineal.
Uo=Ui × RL/(RW+RL), por lo que al ajustar el tamaño de RW, se puede cambiar el voltaje de salida. Tenga en cuenta que en esta ecuación, si solo miramos el cambio en el valor de la resistencia ajustable RW, la salida de Uo no es lineal, pero si miramos RW y RL juntos, es lineal. También tenga en cuenta que nuestro diagrama no muestra el extremo principal del RW conectado a la izquierda, sino a la derecha. Aunque no hay una diferencia significativa con la fórmula, el dibujo de la derecha refleja perfectamente los conceptos de "muestreo" y "retroalimentación"; en realidad, la gran mayoría de las fuentes de alimentación funcionan en modo de muestreo y retroalimentación, y los métodos de retroalimentación rara vez se utilizan. o sólo se utilizan como métodos auxiliares.
Sigamos: si reemplazamos la resistencia variable en el diagrama con un transistor o transistor de efecto de campo, y controlamos la resistencia de esta "resistencia variable" detectando el voltaje de salida para mantener un voltaje de salida constante, lograremos el objetivo del voltaje. estabilización. Este transistor o transistor de efecto de campo se utiliza para ajustar el tamaño de salida de voltaje, por lo que se llama transistor de ajuste.
Debido a que el tubo de ajuste está conectado en serie entre la fuente de alimentación y la carga, se denomina fuente de alimentación estabilizada en serie. En consecuencia, también hay una fuente de alimentación regulada de tipo paralelo, que ajusta el voltaje de salida conectando el tubo regulador en paralelo con la carga. El regulador de referencia típico TL431 es un regulador de tipo paralelo. El significado de conexión en paralelo es como el regulador de voltaje en la Figura 2, que garantiza la "estabilidad" del voltaje del emisor del tubo amplificador de atenuación a través de una derivación. Quizás este diagrama no muestre inmediatamente que es "paralelo", pero tras una inspección más cercana, es cierto. Sin embargo, también hay que tener en cuenta que el regulador de tensión aquí funciona utilizando su región no lineal. Por lo tanto, si se considera una fuente de energía, también es una fuente de energía no lineal. Para facilitar la comprensión de todos, busquemos una imagen adecuada para verla hasta que se pueda entender fácilmente.
Debido a que el tubo regulador es equivalente a una resistencia, genera calor cuando la corriente fluye a través de la resistencia. Por lo tanto, los tubos reguladores que funcionan en estado lineal generalmente generan una gran cantidad de calor, lo que resulta en una baja eficiencia. Este es uno de los principales inconvenientes de las fuentes de alimentación reguladas lineales. Para obtener una comprensión más detallada de las fuentes de alimentación reguladas lineales, consulte el libro de texto sobre circuitos electrónicos analógicos. Nuestro objetivo principal aquí es ayudar a todos a aclarar estos conceptos y sus relaciones.
