Explicación detallada del principio de funcionamiento de la fuente de alimentación regulada 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 por interruptor. Además, hay una pequeña fuente de alimentación que utiliza un regulador de voltaje.
La fuente de alimentación regulada lineal mencionada aquí se refiere a una fuente de alimentación regulada por CC que funciona en estado lineal con un tubo de ajuste. El tubo de ajuste funciona en un estado lineal, que puede entenderse de la siguiente manera: RW (ver análisis a continuación) es continuamente variable, es decir, lineal. En las fuentes de alimentación conmutadas, el transistor de conmutación (comúnmente denominado transistor de ajuste en las fuentes de alimentación conmutadas) funciona en dos estados: encendido, con muy baja resistencia; Apagado: la resistencia es alta. El tubo que funciona en estado encendido/apagado claramente no está en un estado lineal.
La fuente de alimentación regulada lineal es un tipo relativamente temprano de fuente de alimentación regulada por CC. Las características de la fuente de alimentación de 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, parece resolver problemas de eficiencia); La alta generación de calor (especialmente las fuentes de energía de alta potencia) aumenta indirectamente el ruido térmico del sistema.
Principio de funcionamiento: primero usemos el siguiente diagrama para ilustrar el principio de regulación de voltaje en una fuente de alimentación regulada lineal.
La resistencia variable RW y la resistencia de carga RL forman un circuito divisor de voltaje, con un voltaje de salida de:
Uo=Ui × RL/(RW más RL), por lo tanto, 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 de 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 del cable RW conectado a la izquierda, sino a la derecha. Aunque puede que no haya mucha diferencia en la fórmula, dibujarla a la derecha refleja con precisión los conceptos de "muestreo" y "retroalimentación"; en realidad, la gran mayoría de las fuentes de energía funcionan en modos de muestreo y retroalimentación, y los métodos de retroalimentación rara vez se utilizan. , o simplemente métodos auxiliares.
Sigamos: si reemplazamos la resistencia variable de la figura por un transistor o transistor de efecto de campo, y controlamos el valor de resistencia de esta "resistencia variable" detectando el voltaje de salida, de modo que el voltaje de salida se mantenga constante, logramos el objetivo. de estabilización de voltaje. Este transistor o transistor de efecto de campo se utiliza para ajustar el tamaño de salida de voltaje, por eso se llama transistor de ajuste.
Debido al hecho de que el tubo de ajuste está conectado en serie entre la fuente de alimentación y la carga, se denomina fuente de alimentación regulada en serie. En consecuencia, hay una fuente de alimentación regulada en paralelo, que ajusta el voltaje de salida poniendo en paralelo el tubo regulador con la carga. Un regulador de voltaje de referencia típico TL431 es un tipo de fuente de alimentación regulada en paralelo. El significado de una conexión en paralelo es garantizar la "estabilidad" del voltaje del emisor del tubo amplificador de atenuación a través de una derivación, como se muestra en la Figura 2. Quizás esta figura no indique inmediatamente que es "paralela", pero tras una inspección más cercana, de hecho es el caso. Sin embargo, cabe señalar que el regulador de voltaje utilizado aquí opera en 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 un diagrama razonablemente adecuado más adelante hasta que podamos entenderlo de manera concisa.
Debido al hecho de que el tubo de ajuste actúa como una resistencia y genera calor cuando la corriente fluye a través de la resistencia, el tubo de ajuste que opera en un estado lineal generalmente genera 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 de circuitos electrónicos analógicos. Nuestro objetivo principal aquí es ayudar a todos a aclarar estos conceptos y sus relaciones.
