リニア安定化電源の動作原理の紹介
調整管の動作状態に応じて、調整電源はリニア調整電源とスイッチング調整電源の 2 つのカテゴリに分類されることがよくあります。 また、ツェナー管を使用した小型電源もございます。
ここでいうリニア安定化電源とは、調整管がリニア状態で動作する直流安定化電源のことを指します。 調整チューブは線形状態で動作します。これは次のように理解できます。RW (以下の分析を参照) は連続的に可変、つまり線形です。 スイッチング電源では異なります。 スイッチング管 (スイッチング電源では、一般に調整管をスイッチング管と呼びます) は、オンとオフの 2 つの状態で動作します。 オン - 抵抗は非常に小さい。 オフ - 抵抗は非常に小さく、大きくなります。 オンオフ状態で動作する真空管は明らかに線形状態ではありません。
リニア安定化電源は、以前に使用されていた直流安定化電源の一種です。 リニア安定化 DC 電源の特性は次のとおりです。出力電圧は入力電圧よりも低くなります。 応答速度が速く、出力リップルが小さい。 作業によって発生する騒音が小さい。 効率が低い（現在よく見られる LDO が効率の問題を解決しているようです）。 発熱が大きく (特に高出力電源)、システムへの熱ノイズが間接的に増加します。
動作原理: まず、次の図を使用して、電圧を調整する線形安定化電源の原理を説明します。
可変抵抗器 RW と負荷抵抗器 RL は分圧回路を形成し、出力電圧は次のようになります。
Uo=Ui×RL/(RW プラス RL) なので、RW のサイズを調整することで出力電圧を変更できます。 この式では、調整可能な抵抗 RW の値の変化だけを見ると、Uo の出力は線形ではありませんが、RW と RL を合わせて見ると線形になることに注意してください。 また、この図では RW のリードアウトが左側ではなく右側に描かれていることにも注意してください。 式との違いはありませんが、右側の図は「サンプリング」と「フィードバック」の概念を反映しているだけです--実際の電源のほとんどはサンプリングとフィードバックのモードで動作します。以下に、フィードフォワード方式を示します。はほとんど使用されないか、使用されたとしても補助的な方法にすぎません。
続けてみましょう。図の可変抵抗器の代わりに三極管または電界効果トランジスタを使用し、出力電圧を検出してこの「バリスタ」の抵抗値を制御し、出力電圧が一定になるようにすると、次のようになります。電圧安定化の目的は達成されます。 この三極管または電界効果管は電圧出力を調整するために使用されるため、調整管と呼ばれます。
調整管は電源と負荷の間に直列に接続されているため、直列安定化電源と呼ばれます。 これに対応して、負荷と並列に調整管を接続して出力電圧を調整するシャント型安定化電源もあります。 代表的な基準電圧レギュレータ TL431 はシャント型ボルテージ レギュレータです。 いわゆる並列接続とは、図2の電圧調整管と同様に、分路によって減衰増幅管のエミッタ電圧の「安定性」が確保されることを意味します。 この図では「並列接続」であることがわかりにくいかもしれませんが、よく見てみると確かにそうです。 ただし、ここで誰もが注意する必要があります。ここでの電圧レギュレータ管は非線形領域で動作するため、これを電源だと思うなら、それも非線形電源です。 誰でも理解しやすいように、適度に適当な絵を簡潔に理解できるまで振り返ってみましょう。
調整管は抵抗に相当するため、抵抗に電流が流れると発熱するため、一般に直線状態で動作する調整管は発熱が多く効率が悪くなります。 これは、リニア安定化電源の最も重要な欠点の 1 つです。 リニア安定化電源についてさらに詳しく理解するには、アナログ電子回路の教科書を参照してください。 ここでは主に、これらの概念とそれらの関係を明確にするのに役立ちます。
