Wir erläutern das Funktionsprinzip einer linear geregelten Stromversorgung im Detail
Je nach Betriebszustand des Regelrohrs unterteilen wir die geregelte Stromversorgung häufig in zwei Kategorien: linear geregelte Stromversorgung und schaltend geregelte Stromversorgung. Darüber hinaus gibt es ein kleines Netzteil, das eine Zenerröhre nutzt.
Das hier erwähnte linear geregelte Netzteil bezieht sich auf das geregelte Gleichstromnetzteil, bei dem die Reglerröhre in einem linearen Zustand arbeitet. Das Einstellrohr arbeitet in einem linearen Zustand, was folgendermaßen verstanden werden kann: RW (siehe Analyse unten) ist kontinuierlich variabel, also linear. Anders ist es beim Schaltnetzteil. Die Schaltröhre (im Schaltnetzteil nennen wir die Einstellröhre allgemein Schaltröhre) arbeitet in zwei Zuständen: Ein und Aus: Ein – der Widerstand ist sehr klein; aus - der Widerstand ist sehr klein, groß. Eine Röhre, die im Ein-Aus-Zustand arbeitet, befindet sich offensichtlich nicht in einem linearen Zustand.
Das linear geregelte Netzteil ist eine Art gleichstromgeregeltes Netzteil, das früher verwendet wurde. Die Eigenschaften des linear geregelten Gleichstromnetzteils sind: Die Ausgangsspannung ist niedriger als die Eingangsspannung; die Reaktionsgeschwindigkeit ist schnell, die Ausgangswelligkeit ist gering; der durch die Arbeit erzeugte Lärm ist gering; die Effizienz ist gering (das häufig vorkommende LDO scheint das Effizienzproblem zu lösen); Große Wärmeentwicklung (insbesondere bei Hochleistungsnetzteilen), die indirekt das thermische Rauschen des Systems erhöht.
Funktionsprinzip: Lassen Sie uns zunächst anhand der folgenden Abbildung das Prinzip einer linear geregelten Stromversorgung zur Spannungsregelung veranschaulichen.
Der variable Widerstand RW und der Lastwiderstand RL bilden eine Spannungsteilerschaltung und die Ausgangsspannung beträgt:
Uo=Ui×RL/(RW plus RL), sodass durch Anpassen der Größe von RW die Ausgangsspannung geändert werden kann. Bitte beachten Sie, dass in dieser Formel 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 unsere Abbildung den Auslauf von RW nicht nach links, sondern nach rechts zeichnet. Obwohl es keinen Unterschied zur Formel gibt, spiegelt die Zeichnung rechts nur die Konzepte „Abtastung“ und „Rückkopplung“ wider.--Die meisten tatsächlichen Netzteile arbeiten im Abtast- und Rückkopplungsmodus. Nachfolgend die Feedforward-Methode wird selten verwendet, oder wenn sie verwendet wird, handelt es sich nur um eine Hilfsmethode.
Fahren wir fort: Wenn wir den variablen Widerstand in der Abbildung durch eine Triode oder einen Feldeffekttransistor ersetzen und den Widerstandswert dieses „Varistors“ durch Erfassen der Ausgangsspannung steuern, sodass die Ausgangsspannung konstant bleibt, können wir dies tun Der Zweck der Spannungsstabilisierung wird erreicht. Diese Triode oder Feldeffektröhre wird zur Einstellung der Ausgangsspannung verwendet und wird daher als Einstellröhre bezeichnet.
Da die Reglerröhre in Reihe zwischen der Stromversorgung und der Last geschaltet ist, spricht man von einer seriengeregelten Stromversorgung. Entsprechend gibt es auch ein Shunt-geregeltes Netzteil, das die Ausgangsspannung durch Parallelschaltung einer Reglerröhre zur Last regeln soll. Der typische Referenzspannungsregler TL431 ist ein Spannungsregler vom Shunt-Typ. Durch die sogenannte Parallelschaltung wird wie bei der Spannungsreglerröhre in Abbildung 2 die „Stabilität“ der Emitterspannung der dämpfenden Verstärkerröhre durch Nebenschluss gewährleistet. Vielleicht lässt diese Abbildung nicht erkennen, dass es sich um eine „Parallelschaltung“ handelt, aber bei näherer Betrachtung ist es tatsächlich so. Allerdings sollte hier jeder aufpassen: Die Reglerröhre arbeitet hier in ihrem nichtlinearen Bereich, wenn man also denkt, dass es sich um ein Netzteil handelt, handelt es sich auch um ein nichtlineares Netzteil. Um das Verständnis für alle zu erleichtern, schauen wir uns ein einigermaßen geeignetes Bild noch einmal an, bis wir es prägnant verstehen können.
