Penjelasan rinci tentang prinsip kerja catu daya yang diatur secara linier
Menurut keadaan kerja tabung pengatur, kita sering membagi catu daya yang diatur menjadi dua kategori: catu daya yang diatur linier dan catu daya yang diatur saklar. Selain itu, terdapat catu daya kecil yang menggunakan pengatur tegangan.
Catu daya teregulasi linier yang disebutkan di sini mengacu pada catu daya teregulasi DC yang beroperasi dalam keadaan linier dengan tabung penyesuaian. Tabung penyesuaian bekerja dalam keadaan linier, yang dapat dipahami sebagai berikut: RW (lihat analisis di bawah) bersifat variabel kontinu, yaitu linier. Dalam pensaklaran catu daya, transistor sakelar (biasa disebut sebagai transistor penyesuaian dalam pensaklaran catu daya) beroperasi dalam dua keadaan: hidup - dengan resistansi yang sangat rendah; Mati - Resistansinya tinggi. Tabung yang bekerja dalam keadaan hidup/mati jelas tidak dalam keadaan linier.
Catu daya teregulasi linier adalah jenis catu daya teregulasi DC yang relatif awal. Karakteristik catu daya DC yang diatur linier adalah: tegangan keluaran lebih rendah dari tegangan masukan; Kecepatan respons cepat dan riak keluaran kecil; Kebisingan rendah yang dihasilkan oleh pekerjaan; Efisiensi rendah (LDO yang sering terlihat saat ini tampaknya menyelesaikan masalah efisiensi); Pembangkitan panas yang tinggi (terutama sumber listrik berdaya tinggi) secara tidak langsung meningkatkan kebisingan termal pada sistem.
Prinsip kerja: Pertama-tama mari kita gunakan diagram berikut untuk mengilustrasikan prinsip pengaturan tegangan dalam catu daya yang diatur linier.
Resistor variabel RW dan resistor beban RL membentuk rangkaian pembagi tegangan, dengan tegangan keluaran:
Uo=Ui × RL/(RW+RL), oleh karena itu, dengan mengatur ukuran RW, tegangan keluaran dapat diubah. Perlu diketahui bahwa dalam persamaan ini, jika kita hanya melihat perubahan nilai resistor RW yang dapat disesuaikan, keluaran Uo tidak linier, tetapi jika kita melihat RW dan RL secara bersamaan, maka keluarannya linier. Perhatikan juga bahwa diagram kita tidak menggambarkan ujung kabel RW terhubung ke kiri, melainkan di kanan. Meskipun formulanya mungkin tidak terlalu berbeda, gambar di sebelah kanan mencerminkan konsep "sampling" dan "umpan balik" - pada kenyataannya, sebagian besar sumber daya bekerja dalam mode pengambilan sampel dan umpan balik, dan metode umpan maju jarang digunakan. , atau sekadar metode tambahan.
Mari kita lanjutkan: jika kita mengganti resistor variabel pada gambar dengan transistor atau transistor efek medan, dan mengontrol nilai resistansi "resistor variabel" ini dengan mendeteksi tegangan keluaran, sehingga tegangan keluaran tetap konstan, kita mencapai tujuan stabilisasi tegangan. Transistor atau transistor efek medan ini digunakan untuk mengatur besar kecilnya tegangan keluaran, sehingga disebut transistor penyesuaian.
Karena tabung penyesuaian dihubungkan secara seri antara catu daya dan beban, maka disebut catu daya yang diatur seri. Sejalan dengan itu, terdapat catu daya yang diatur secara paralel, yang mengatur tegangan keluaran dengan menyejajarkan tabung pengatur dengan beban. Regulator tegangan referensi tipikal TL431 adalah jenis catu daya yang diatur secara paralel. Arti dari sambungan paralel adalah untuk menjamin “stabilitas” tegangan emitor dari tabung penguat atenuasi melalui shunt, seperti terlihat pada Gambar 2. Mungkin angka ini tidak langsung menunjukkan bahwa itu “paralel”, tetapi setelah diperiksa lebih dekat, ternyata memang demikian. Namun perlu diperhatikan bahwa pengatur tegangan yang digunakan di sini beroperasi pada wilayah nonlinier. Oleh karena itu, jika dianggap sebagai sumber tenaga, maka ia juga merupakan sumber tenaga nonlinier. Untuk memudahkan pemahaman semua orang, nanti mari kita cari diagram yang cukup sesuai hingga kita dapat memahaminya secara ringkas.
Karena tabung penyesuaian bertindak sebagai resistor dan menghasilkan panas ketika arus mengalir melalui resistor, tabung penyesuaian yang beroperasi dalam keadaan linier umumnya menghasilkan panas dalam jumlah besar, sehingga efisiensinya rendah. Ini adalah salah satu kelemahan utama pasokan listrik yang diatur secara linier. Untuk pemahaman yang lebih rinci tentang catu daya yang diatur secara linier, silakan merujuk ke buku teks rangkaian elektronik analog. Tujuan utama kami di sini adalah membantu semua orang memperjelas konsep-konsep ini dan hubungannya.
