แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้นคืออะไรและมีลักษณะอย่างไร?
บ่อยครั้งที่เราจัดหมวดหมู่แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมออกเป็นสองกลุ่ม: การสลับแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม และแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้น ขึ้นอยู่กับว่าท่อควบคุมทำงานได้ดีเพียงใด นอกจากนี้ยังมีแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็กที่ใช้ท่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าอยู่ด้วย
แหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมด้วย DC ที่มีท่อควบคุมการทำงานเชิงเส้นเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้นในบริบทนี้ ท่อปรับทำงานในสถานะเชิงเส้น ซึ่งมีคำอธิบายดังนี้: RW แปรผันอย่างต่อเนื่องหรือเชิงเส้น (ดูการวิเคราะห์ด้านล่าง) แม้ว่าการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะไม่เหมือนกันก็ตาม ท่อสวิตชิ่งทำงานในสองสถานะ: เปิดและปิด เมื่อเปิดเครื่อง ความต้านทานจะมีน้อยมาก เมื่อปิดเครื่อง ความต้านทานก็น้อยมากเช่นกัน ในการสลับแหล่งจ่ายไฟ เรามักเรียกท่อปรับเป็นท่อสวิตชิ่ง กว้างใหญ่. เห็นได้ชัดว่าท่อที่ทำงานในโหมดสวิตชิ่งไม่อยู่ในสถานะเชิงเส้น แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นของเซินเจิ้นพร้อมข้อบังคับ
แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุม DC แบบเก่าคือแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้น แหล่งจ่ายไฟ DC แบบควบคุมเชิงเส้นมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: แรงดันเอาต์พุตที่ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต เวลาตอบสนองที่รวดเร็วและระลอกเอาท์พุตขนาดเล็ก เสียงรบกวนการทำงานต่ำ ประสิทธิภาพต่ำ (LDO ที่สังเกตโดยทั่วไปในขณะนี้ดูเหมือนว่าจะแก้ปัญหาประสิทธิภาพได้); การสร้างความร้อนขนาดใหญ่ (โดยเฉพาะจากแหล่งจ่ายไฟกำลังสูง) ซึ่งก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนความร้อนในระบบโดยไม่ได้ตั้งใจ
ตามหลักการทำงานของ Uo=Ui×RL/(RW+RL) แรงดันไฟเอาท์พุตสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามขนาดของ RW โปรดทราบว่าในสูตรนี้ ผลลัพธ์ของ Uo ไม่เป็นเชิงเส้นหากเราพิจารณาเฉพาะการเปลี่ยนแปลงค่าของตัวต้านทานแบบปรับได้ RW เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ถ้าเราพิจารณา RW และ RL รวมกัน ผลลัพธ์จะกลายเป็นเชิงเส้น ตอนนี้เรามาดูกันดีกว่า: เป้าหมายของการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าจะสำเร็จได้ถ้าเราเปลี่ยนตัวต้านทานผันแปรในภาพเป็นทรานซิสเตอร์แบบไตรโอดหรือฟิลด์เอฟเฟกต์และปรับความต้านทานของ "วาริสเตอร์" นี้โดยตรวจสอบแรงดันเอาต์พุตเพื่อรักษาแรงดันเอาต์พุต คงที่. หลอดปรับหรือที่เรียกว่าไตรโอดหรือหลอดเอฟเฟกต์สนาม ใช้เพื่อปรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต
เนื่องจากท่อควบคุมเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างแหล่งจ่ายไฟและโหลด จึงเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมแบบอนุกรม ในทำนองเดียวกันยังมีแหล่งจ่ายไฟควบคุมแบบขนานซึ่งจะเชื่อมต่อท่อควบคุมขนานกับโหลดเพื่อปรับแรงดันเอาต์พุต ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงทั่วไป TL431 เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบขนาน การเชื่อมต่อแบบขนานที่เรียกว่าหมายความว่าเหมือนกับท่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าในรูปที่ 2 การแบ่งส่วนถูกใช้เพื่อให้แน่ใจว่า "เสถียรภาพ" ของแรงดันไฟฟ้าของตัวส่งสัญญาณของหลอดเครื่องขยายสัญญาณลดทอน บางทีภาพนี้อาจไม่อนุญาตให้คุณบอกได้ทันทีว่าเป็น "การเชื่อมต่อแบบขนาน" แต่เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิดแล้วก็เป็นเช่นนั้นจริงๆ อย่างไรก็ตาม ทุกคนควรให้ความสนใจที่นี่ด้วย: ท่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่นี่ทำงานโดยใช้บริเวณที่ไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นหากถือเป็นแหล่งจ่ายไฟก็จะเป็นแหล่งจ่ายไฟแบบไม่เชิงเส้นด้วย เพื่อให้ทุกคนเข้าใจได้ง่ายขึ้นเราลองย้อนกลับไปหาภาพที่เหมาะสมมาดูภาพจนเข้าใจได้อย่างกระชับ
