Johdatus lineaariseen virtalähteeseen
Lineaarinen teholähde muuntaa ensin vaihtovirran muuntajan läpi ja sitten tasasuuntaa ja suodattaa sen tasasuuntaajapiirin läpi epävakaan tasajännitteen saamiseksi. Korkean tarkkuuden tasajännitteen saavuttamiseksi lähtöjännite on säädettävä jännitteen takaisinkytkennän avulla. Pääsuorituskyvyn näkökulmasta tämä virtalähdetekniikka on erittäin kypsä, sillä voidaan saavuttaa korkea vakaus, sen aaltoilu on hyvin pieni, eikä siinä ole häiriöitä ja kohinaa kuin kytkentävirtalähteissä. Jännitteen takaisinkytkentäpiiri toimii lineaarisessa tilassa, jossa säätöputkessa on tietty jännitehäviö. Kun ulostulona on suuri käyttövirta, säätöputken virrankulutus on liian korkea, mikä johtaa alhaiseen muunnostehokkuuteen.
Lineaarisella virtalähteellä tarkoitetaan jännitteen säätelyyn käytettävää putkea, joka toimii lineaarisella alueella. Vastaavasti hakkuriteholähteellä tarkoitetaan jännitteen säätöön käytettävää transistoria, joka toimii kyllästys- ja katkaisualueella eli kytkintilassa.
Lineaarinen teholähde yleensä ottaa näytteitä lähtöjännitteestä ja lähettää sen vertailujännitevahvistimeen vertailujännitteellä. Tämän jännitevahvistimen lähtö toimii jännitesäätimen tulona, jota käytetään säätimen ohjaamiseen muuttamaan sen liitosjännitettä tulon kanssa ja siten säätämään sen lähtöjännitettä. Mutta hakkuriteholähde muuttaa lähtöjännitettä muuttamalla säätöputken päälle- ja poiskytkentäaikaa eli käyttöjaksoa.
Lineaarisessa teholähteessä jännitteen säätöön käytetty putki toimii lineaarisella alueella. Vastaavasti hakkuriteholähteellä tarkoitetaan jännitteen säätöön käytettävää transistoria, joka toimii kyllästys- ja katkaisualueella eli kytkintilassa.
Lineaarinen teholähde yleensä ottaa näytteitä lähtöjännitteestä ja lähettää sen vertailujännitevahvistimeen vertailujännitteellä. Tämän jännitevahvistimen lähtö toimii jännitesäätimen tulona, jota käytetään säätimen ohjaamiseen muuttamaan sen liitosjännitettä tulon kanssa ja siten säätämään sen lähtöjännitettä. Mutta hakkuriteholähde muuttaa lähtöjännitettä muuttamalla säätöputken päälle- ja poiskytkentäaikaa eli käyttöjaksoa.
2, Lineaarisen virtalähteen periaate: Lineaarinen virtalähde sisältää pääasiassa tehotaajuusmuuntajan, ulostulotasasuuntaajan suodattimen, ohjauspiirin, suojapiirin jne. Lineaarinen virtalähde on virtalähde, joka ensin muuntaa vaihtovirtaa muuntajan kautta ja sitten tasasuuntaa. ja suodattaa sen tasasuuntauspiirin läpi epävakaan tasajännitteen saamiseksi. Korkean tarkkuuden tasajännitteen saavuttamiseksi on välttämätöntä säätää lähtöjännitettä jännitteen takaisinkytkennän avulla. Tämän tyyppinen virtalähdetekniikka on kypsä, sillä voidaan saavuttaa korkea vakaus, sen aaltoilu on minimaalinen, eikä siinä ole kytkintilan virtalähteen häiriöitä ja kohinaa. Sen haittapuolena on kuitenkin se, että se vaatii suuren ja tilaa vievän muuntajan, ja tarvittavien suodatuskondensaattorien tilavuus ja paino ovat myös melko suuria. Lisäksi jännitteen takaisinkytkentäpiiri toimii lineaarisessa tilassa ja säätöputkessa on tietty jännitehäviö. Kun tuotetaan suurta työvirtaa, säätöputken virrankulutus on liian korkea, muunnostehokkuus on alhainen ja suuri jäähdytyselementti on asennettava. Tämäntyyppinen virtalähde ei sovellu tietokoneiden ja muiden laitteiden tarpeisiin, ja se korvataan vähitellen hakkuriteholähteillä. 3, Hakkuriteholähteisiin verrattuna: Hakkuriteholähteet sisältävät pääasiassa tuloverkkosuodattimet, tulotasasuuntaussuodattimet, invertterit, lähtötasasuuntaajan suodattimet, ohjauspiirit ja suojapiirit. Niiden tehtävät ovat:
1. Syöttöverkon suodatin: Poistaa sähköverkon häiriöt, kuten moottoreiden käynnistyksen, sähkölaitteiden kytkemisen, salamaniskut jne., ja samalla estää kytkentävirtalähteiden aiheuttaman suurtaajuisen melun leviämisen sähköverkkoon.
2. Tulotasasuuntaajan suodatin: Tasasuuntaa ja suodata sähköverkon tulojännite tarjotaksesi tasajännitettä muuntimelle.
3. Invertteri: Se on keskeinen osa kytkentävirtalähdettä. Se muuntaa tasajännitteen suurtaajuiseksi vaihtovirtajännitteeksi ja eristää lähtöosan syöttöverkosta.
4. Lähtötasasuuntaajan suodatin: Tasasuuntaa ja suodata muuntimen suurtaajuinen vaihtovirtajännite saadaksesi tarvittavan tasajännitteen, estäen samalla suurtaajuista melua häiritsemästä kuormaa.
5. Ohjauspiiri: Tunnista ulostulon tasajännite, vertaa sitä referenssijännitteeseen ja vahvista sitä. Moduloi oskillaattorin pulssin leveyttä muuntimen ohjaamiseksi, jotta lähtöjännite pysyy vakaana.
6. Suojapiiri: Kun hakkuriteholähteessä on ylijännite tai ylivirtaoikosulku, suojapiiri pysäyttää hakkuriteholähteen toiminnan suojatakseen kuormaa ja itse virtalähdettä.
