شرح أكثر شمولاً لمفهوم تشغيل مزود الطاقة الخطي المتحكم فيه
نقوم بشكل متكرر بتصنيف مصادر الطاقة المنظمة إلى مجموعتين بناءً على حالة عمل الأنبوب المنظم: تبديل مصادر الطاقة المنظمة وإمدادات الطاقة المنظمة الخطية. يوجد أيضًا مصدر طاقة صغير يعمل على أنبوب Zener.
يُشار إلى مصدر الطاقة الذي يتم تنظيمه بالتيار المستمر والذي يعمل فيه أنبوب المنظم في حالة خطية على أنه مزود الطاقة الخطي المنظم هنا. لفهم كيفية عمل أنبوب الضبط في حالة خطية ، ضع في اعتبارك ما يلي: RW متغير باستمرار ، أو خطي (انظر التحليل أدناه). في تبديل التيار الكهربائي ، الأمر مختلف. يعمل أنبوب التحويل في حالتين: تشغيل وإيقاف: تكون المقاومة صغيرة للغاية عند التشغيل ؛ ، المقاومة صغيرة جدًا وكبيرة. في مصدر طاقة التبديل ، نشير عادةً إلى أنبوب الضبط على أنه أنبوب تبديل. بالطبع ، الأنبوب الذي يعمل في حالة التشغيل والإيقاف لا يقوم بذلك بطريقة خطية.
النمط الأقدم لإمداد الطاقة المنظم بالتيار المستمر هو مزود الطاقة الخطي المنظم. يبدو أن LDO الذي يتم رؤيته بشكل متكرر الآن يحل مشكلة الكفاءة. ومع ذلك ، فإن مصدر طاقة التيار المستمر الخطي المنظم له الخصائص التالية: جهد الخرج أقل من جهد الدخل ؛ سرعة الاستجابة سريعة ؛ تموج الإخراج صغير ؛ الضوضاء الناتجة عن العمل منخفضة ؛ الكفاءة منخفضة وتوليد حرارة كبيرة (خاصة مع مصادر الطاقة عالية الطاقة) ، مما يزيد بشكل غير مباشر من الضوضاء الحرارية للنظام.
مبدأ العمل: سيوضح الرسم التوضيحي التالي كيف ينظم مصدر طاقة خطي يتم التحكم فيه الجهد.
Uo=UiRL / (RW plus RL) ، ومن ثم يمكن تغيير جهد الخرج بتغيير حجم RW. يرجى ملاحظة أنه في هذه الصيغة ، إذا أخذنا في الاعتبار فقط تغيير قيمة المقاوم المتغير RW ، فإن ناتج Uo ليس خطيًا ؛ ومع ذلك ، إذا أخذنا في الاعتبار كل من RW و RL ، يكون ناتج Uo خطيًا. لاحظ أيضًا حقيقة أن الشكل الذي لدينا يوضح إخراج RW إلى اليمين بدلاً من اليسار. تصور الصورة على اليمين فقط مفهومي "أخذ العينات" و "التغذية المرتدة" ، حتى لو لم يكن هناك اختلاف عن الصيغة ؛ تعمل غالبية مصادر الطاقة الحقيقية بطريقة أخذ العينات والتغذية الراجعة. يتم استخدام نهج التغذية إلى الأمام في بعض الأحيان فقط أدناه ، أو يتم استخدامه فقط كطريقة مساعدة.
دعنا ننتقل: إذا استبدلنا المقاوم المتغير في الرسم البياني بثلاثي أو ترانزستور تأثير المجال ، وقمنا بتنظيم مقاومة هذا "المتغير" عن طريق استشعار جهد الخرج ، بحيث يكون جهد الخرج ثابتًا ، يمكننا أن ينجح استقرار الجهد في هدفها. يشار إلى هذا الصمام الثلاثي أو أنبوب التأثير الميداني على أنه أنبوب ضبط حيث يتم استخدامه لتعديل خرج الجهد.
نظرًا لأن أنبوب المنظم متصل في سلسلة بين مصدر الطاقة والحمل ، فإنه يطلق عليه مصدر طاقة منظم متسلسل. في المقابل ، يوجد أيضًا مصدر طاقة منظم من نوع التحويل ، وهو ضبط جهد الخرج عن طريق توصيل أنبوب منظم بالتوازي مع الحمل. منظم الجهد المرجعي النموذجي TL431 هو منظم جهد من نوع التحويلة. يعني ما يسمى بالاتصال المتوازي أنه مثل أنبوب منظم الجهد في الشكل 2 ، يتم ضمان "استقرار" جهد المرسل لأنبوب مكبر الصوت المخفف عن طريق التحويل. ربما لا يسمح لك هذا الرقم برؤية أنه "اتصال متوازي" ، ولكن عند الفحص الدقيق ، يكون الأمر كذلك بالفعل. ومع ذلك ، يجب على الجميع الانتباه هنا: يعمل أنبوب منظم الجهد هنا في منطقته غير الخطية ، لذلك إذا كنت تعتقد أنه مصدر طاقة ، فهو أيضًا مصدر طاقة غير خطي. من أجل تسهيل فهم الجميع ، دعنا نلقي نظرة على الصورة المناسبة بشكل معقول حتى نتمكن من فهمها بإيجاز.
نظرًا لأن أنبوب الضبط يعادل المقاوم ، فإنه يولد حرارة عندما يتدفق التيار عبر المقاوم ، وبالتالي فإن أنبوب الضبط الذي يعمل في حالة خطية سيولد عمومًا الكثير من الحرارة ، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة. هذا هو أحد أهم عيوب إمدادات الطاقة الخطية المنظمة. للحصول على فهم أكثر تفصيلاً لمصادر الطاقة الخطية المنظمة ، يرجى الرجوع إلى الكتب المدرسية حول الدوائر الإلكترونية التناظرية. هنا نساعدك بشكل أساسي على توضيح هذه المفاهيم والعلاقة بينها.
