Tarkempi selostus lineaarisesti ohjatun virtalähteen toimintakonseptista
Luokittelemme säädetyt teholähteet usein kahteen ryhmään säätöputken toimintakunnon perusteella: kytkentäsäädetyt teholähteet ja lineaarisäädetyt teholähteet. Siellä on myös pieni Zener-putkikäyttöinen virtalähde.
DC-säädeltyä teholähdettä, jossa säädinputki toimii lineaarisessa tilassa, kutsutaan tässä lineaarisesti säädetyksi teholähteeksi. Ymmärtääksesi, kuinka säätöputki toimii lineaarisessa tilassa, harkitse seuraavaa: RW on jatkuvasti muuttuva tai lineaarinen (katso alla oleva analyysi). Hakkurivirtalähteessä se on erilainen. Kytkentäputki toimii kahdessa tilassa: päällä ja pois päältä: päällä, vastus on erittäin pieni; pois päältä, vastus on hyvin pieni suuri. Hakkuriteholähteessä säätöputkea kutsutaan tyypillisesti kytkentäputkeksi. On-off-tilassa toimiva putki ei tietenkään tee sitä lineaarisesti.
Vanhempi DC-säädelty virtalähde on lineaarisesti säädelty virtalähde. Usein nähty LDO näyttää nyt ratkaisevan tehokkuusongelman. Lineaarisesti säädetyllä tasavirtalähteellä on kuitenkin seuraavat ominaisuudet: lähtöjännite on pienempi kuin tulojännite; vastausnopeus on nopea; lähtöaalto on pieni; työn tuottama melu on vähäistä; tehokkuus on alhainen; ja suuri lämmöntuotto (erityisesti suuritehoisilla virtalähteillä), mikä lisää epäsuorasti lämpökohinaa järjestelmään.
Toimintaperiaate: Seuraava kuva näyttää, kuinka lineaarisesti ohjattu virtalähde säätelee jännitettä.
Uo=UiRL/(RW plus RL), joten lähtöjännitettä voidaan muuttaa muuttamalla RW:n kokoa. Huomaa, että jos tässä kaavassa huomioidaan vain muuttuvan vastuksen RW arvon muutos, Uo:n lähtö ei ole lineaarinen; jos kuitenkin otetaan huomioon sekä RW että RL, Uo:n lähtö on lineaarinen. Huomaa myös, että kuvamme näyttää RW:n ulostulon oikealle eikä vasemmalle. Oikeanpuoleinen kuva kuvaa vain käsitteet "näytteenotto" ja "palaute", vaikka kaava ei eroaisikaan. Suurin osa aidoista virtalähteistä toimii näytteenoton ja takaisinkytkennän tavalla. Forward-lähestymistapaa käytetään alla vain satunnaisesti tai sitä käytetään vain apumenetelmänä.
Jatketaan: Jos korvaamme kaavion muuttuvan vastuksen triodi- tai kenttätransistorilla ja säädämme tämän "varistorin" resistanssia mittaamalla lähtöjännitettä siten, että lähtöjännite on vakio, voimme Jännitteen stabilointi onnistuu sen tavoite. Tätä triodi- tai kenttäefektiputkea kutsutaan säätöputkeksi, koska sitä käytetään muuttamaan jännitelähtöä.
Koska säädinputki on kytketty sarjaan virtalähteen ja kuorman väliin, sitä kutsutaan sarjasäädetyksi teholähteeksi. Vastaavasti on olemassa myös shunttityyppinen säädettävä teholähde, jonka tarkoituksena on säätää lähtöjännitettä kytkemällä säädinputki rinnakkain kuorman kanssa. Tyypillinen referenssijännitteensäädin TL431 on shunttityyppinen jännitesäädin. Ns. rinnakkaiskytkentä tarkoittaa, että kuten kuvan 2 jännitteensäädinputkessa, vaimennusvahvistinputken emitterijännitteen "stabiilisuus" varmistetaan shuntingilla. Ehkä tämä luku ei anna sinun nähdä, että se on "rinnakkaisyhteys", mutta tarkemmin tarkasteltuna se todellakin on niin. Kaikkien tulee kuitenkin kiinnittää huomiota tähän: jännitteensäädinputki toimii epälineaarisella alueellaan, joten jos luulet sen olevan virtalähde, se on myös epälineaarinen virtalähde. Jotta kaikkien olisi helpompi ymmärtää, katsotaan taaksepäin kohtuullisen sopivaa kuvaa, kunnes ymmärrämme sen ytimekkäästi.
Koska säätöputki vastaa vastusta, se tuottaa lämpöä, kun virta kulkee vastuksen läpi, joten lineaarisessa tilassa toimiva säätöputki tuottaa yleensä paljon lämpöä, mikä johtaa alhaiseen hyötysuhteeseen. Tämä on yksi lineaarisesti säädettävien virtalähteiden tärkeimmistä haitoista. Lisätietoja lineaarisesti säädetyistä virtalähteistä on analogisia elektronisia piirejä käsittelevissä oppikirjoissa. Täällä autamme sinua pääasiassa selventämään näitä käsitteitä ja niiden välistä suhdetta.
