Ausführliche Erläuterung des Funktionsprinzips der linear geregelten Stromversorgung
Je nach Betriebszustand des Regelrohrs unterteilen wir die geregelte Stromversorgung häufig in zwei Kategorien: linear geregelte Stromversorgung und schaltergeregelte Stromversorgung. Darüber hinaus gibt es ein kleines Netzteil, das einen Spannungsregler nutzt.
Das hier erwähnte linear geregelte Netzteil bezieht sich auf ein gleichstromgeregeltes Netzteil, das in einem linearen Zustand mit einem Einstellrohr arbeitet. Das Einstellrohr arbeitet in einem linearen Zustand, der wie folgt verstanden werden kann: RW (siehe Analyse unten) ist kontinuierlich variabel, also linear. In Schaltnetzteilen arbeitet der Schalttransistor (in Schaltnetzteilen üblicherweise als Einstelltransistor bezeichnet) in zwei Zuständen: Ein – mit sehr niedrigem Widerstand; Aus – Der Widerstand ist hoch. Die im Ein-/Aus-Zustand arbeitende Röhre befindet sich offensichtlich nicht in einem linearen Zustand.
Die linear geregelte Stromversorgung ist eine relativ frühe Art der gleichstromgeregelten Stromversorgung. Die Eigenschaften einer linear geregelten Gleichstromversorgung sind: Die Ausgangsspannung ist niedriger als die Eingangsspannung; Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und geringe Ausgangswelligkeit; Geringer Arbeitslärm; Geringe Effizienz (LDO, wie man es heutzutage oft sieht, scheint Effizienzprobleme zu lösen); Eine hohe Wärmeerzeugung (insbesondere bei Hochleistungsstromquellen) erhöht indirekt das thermische Rauschen des Systems.
Funktionsprinzip: Lassen Sie uns zunächst anhand des folgenden Diagramms das Prinzip der Spannungsregelung in einem linear geregelten Netzteil veranschaulichen.
Der variable Widerstand RW und der Lastwiderstand RL bilden eine Spannungsteilerschaltung mit einer Ausgangsspannung von:
Uo=Ui × RL/(RW plus RL), daher kann die Ausgangsspannung durch Anpassen der Größe von RW geändert werden. Bitte beachten Sie, dass in dieser Gleichung der Ausgang von Uo nicht linear ist, wenn wir nur die Wertänderung des einstellbaren Widerstands RW betrachten. Wenn wir jedoch RW und RL zusammen betrachten, ist er linear. Beachten Sie auch, dass in unserem Diagramm das RW-Leitungsende nicht links, sondern rechts angeschlossen dargestellt ist. Auch wenn es in der Formel keinen großen Unterschied gibt, spiegelt die Zeichnung auf der rechten Seite genau die Konzepte „Abtastung“ und „Rückkopplung“ wider – in Wirklichkeit arbeiten die meisten Stromquellen im Abtast- und Rückkopplungsmodus, und Feedforward-Methoden werden selten verwendet oder einfach Hilfsmethoden.
Machen wir weiter: Wenn wir den variablen Widerstand in der Abbildung durch einen Transistor oder Feldeffekttransistor ersetzen und den Widerstandswert dieses „variablen Widerstands“ durch Erfassen der Ausgangsspannung so steuern, dass die Ausgangsspannung konstant bleibt, erreichen wir das Ziel der Spannungsstabilisierung. Dieser Transistor oder Feldeffekttransistor wird zum Einstellen der Spannungsausgangsgröße verwendet und wird daher als Einstelltransistor bezeichnet.
Aufgrund der Tatsache, dass das Einstellrohr in Reihe zwischen der Stromversorgung und der Last geschaltet ist, spricht man von einer seriengeregelten Stromversorgung. Entsprechend gibt es ein parallel geregeltes Netzteil, das die Ausgangsspannung durch Parallelschaltung der Regelröhre mit der Last anpasst. Ein typischer Referenzspannungsregler TL431 ist eine Art parallel geregeltes Netzteil. Die Bedeutung der Parallelschaltung besteht darin, die „Stabilität“ der Emitterspannung der Dämpfungsverstärkerröhre durch einen Shunt sicherzustellen, wie in Abbildung 2 dargestellt. Vielleicht deutet diese Abbildung nicht sofort darauf hin, dass es sich um eine „Parallelschaltung“ handelt, aber bei näherer Betrachtung ist dies der Fall ist in der Tat der Fall. Allerdings ist zu beachten, dass der hier verwendete Spannungsregler in seinem nichtlinearen Bereich arbeitet. Wenn es sich also um eine Stromquelle handelt, handelt es sich auch um eine nichtlineare Stromquelle. Um das Verständnis aller zu erleichtern, suchen wir später nach einem einigermaßen geeigneten Diagramm, bis wir es prägnant verstehen können.
Aufgrund der Tatsache, dass das Einstellrohr als Widerstand fungiert und Wärme erzeugt, wenn Strom durch den Widerstand fließt, erzeugt das im linearen Zustand arbeitende Einstellrohr im Allgemeinen eine große Wärmemenge, was zu einem geringen Wirkungsgrad führt. Dies ist einer der Hauptnachteile linear geregelter Netzteile. Weitere Informationen zu linear geregelten Stromversorgungen finden Sie im Lehrbuch zu analogen elektronischen Schaltkreisen. Unser Hauptanliegen hier ist es, jedem dabei zu helfen, diese Konzepte und ihre Beziehungen zu klären.
