Explicação detalhada do princípio de funcionamento da fonte de alimentação regulada linear
De acordo com o estado de funcionamento do tubo regulador, frequentemente dividimos a fonte de alimentação regulada em duas categorias: fonte de alimentação regulada linear e fonte de alimentação regulada por interruptor. Além disso, há uma pequena fonte de alimentação que utiliza um regulador de tensão.
A fonte de alimentação regulada linear mencionada aqui refere-se a uma fonte de alimentação regulada DC que opera em estado linear com um tubo de ajuste. O tubo de ajuste funciona em estado linear, que pode ser entendido da seguinte forma: RW (ver análise abaixo) é continuamente variável, ou seja, linear. Nas fontes chaveadas, o transistor chaveador (comumente chamado de transistor de ajuste nas fontes chaveadas) opera em dois estados: ligado - com resistência muito baixa; Desligado - A resistência é alta. O tubo trabalhando no estado ligado/desligado claramente não está em um estado linear.
A fonte de alimentação regulada linear é um tipo relativamente antigo de fonte de alimentação regulada por CC. As características da fonte de alimentação CC regulada linearmente são: a tensão de saída é inferior à tensão de entrada; Velocidade de resposta rápida e pequena ondulação de saída; Baixo ruído gerado pela obra; Baixa eficiência (o LDO, muito visto hoje em dia, parece resolver problemas de eficiência); A alta geração de calor (especialmente fontes de energia de alta potência) aumenta indiretamente o ruído térmico no sistema.
Princípio de funcionamento: Vamos primeiro usar o diagrama a seguir para ilustrar o princípio da regulação de tensão em uma fonte de alimentação regulada linearmente.
O resistor variável RW e o resistor de carga RL formam um circuito divisor de tensão, com uma tensão de saída de:
Uo=Ui × RL/(RW mais RL), portanto, ajustando o tamanho de RW, a tensão de saída pode ser alterada. Observe que nesta equação, se olharmos apenas para a mudança de valor do resistor ajustável RW, a saída de Uo não é linear, mas se olharmos para RW e RL juntos, é linear. Observe também que nosso diagrama não representa a extremidade do cabo RW conectada à esquerda, mas sim à direita. Embora possa não haver muita diferença na fórmula, desenhá-la à direita reflete precisamente os conceitos de "amostragem" e "feedback" - na realidade, a grande maioria das fontes de energia trabalha nos modos de amostragem e feedback, e os métodos feedforward raramente são usados , ou simplesmente métodos auxiliares.
Vamos continuar: se substituirmos o resistor variável da figura por um transistor ou transistor de efeito de campo, e controlarmos o valor da resistência desse “resistor variável” detectando a tensão de saída, para que a tensão de saída permaneça constante, atingimos o objetivo de estabilização de tensão. Este transistor ou transistor de efeito de campo é usado para ajustar o tamanho da saída de tensão, por isso é chamado de transistor de ajuste.
Devido ao fato do tubo de ajuste ser conectado em série entre a fonte de alimentação e a carga, ele é chamado de fonte de alimentação regulada em série. Da mesma forma, existe uma fonte de alimentação regulada em paralelo, que ajusta a tensão de saída colocando o tubo regulador em paralelo com a carga. Um típico regulador de tensão de referência TL431 é um tipo de fonte de alimentação regulada em paralelo. O significado da conexão paralela é garantir a “estabilidade” da tensão do emissor do tubo amplificador de atenuação através do shunt, conforme mostrado na Figura 2. Talvez esta figura não indique imediatamente que é “paralela”, mas após uma inspeção mais detalhada, é é realmente o caso. Porém, deve-se ressaltar que o regulador de tensão aqui utilizado opera em sua região não linear. Portanto, se for considerada uma fonte de energia, também é uma fonte de energia não linear. Para a conveniência do entendimento de todos, vamos procurar um diagrama razoavelmente adequado mais tarde, até que possamos entendê-lo de forma concisa.
Devido ao fato do tubo de ajuste atuar como um resistor e gerar calor quando a corrente flui através do resistor, o tubo de ajuste operando em estado linear geralmente gera uma grande quantidade de calor, resultando em baixa eficiência. Esta é uma das principais desvantagens das fontes de alimentação reguladas linearmente. Para uma compreensão mais detalhada das fontes de alimentação reguladas linearmente, consulte o livro de circuito eletrônico analógico. Nosso principal objetivo aqui é ajudar todos a esclarecer esses conceitos e suas relações.
