リニア電源の基本動作原理
前述したように、電源はリニア電源とスイッチング電源の 2 つのカテゴリに分類されます。 スイッチング電源はリニア電源よりも複雑ですが、基本的な動作原理は同じです。 実際、それらはすべて閉ループの負のフィードバックです。 負帰還の実際の機能は、出力電圧を安定させることです。
リニア電源は、前述した降圧電源です。つまり、出力電圧が電源の入力電圧よりも低くなります。
リニア電源にも並列電源と直列電源の 2 種類があります。 並列電源の電圧調整ユニットは負荷と並列に接続され、負荷と並列に接続された電圧調整管は入力電圧または負荷電流が変化した場合に負荷電流を分流して負荷電圧を安定に保ちます。
シリーズ電源はパラレル電源よりも効率が高く、電圧調整部には入力電源と負荷の間に直列に接続された能動素子が使用されています。
直列調整ユニットは線形モードで動作します。これは、調整ユニットが完全オンまたは完全オフ動作モードになるように設計されておらず、「部分オン」動作モードになるように設計されていることを意味します。 負のフィードバック ループは、出力電圧の安定性を維持するために、レギュレーション ユニットの伝導度を決定します。
負帰還ループの中心となるデバイスは、高ゲインのオペアンプです。 通常、これを電圧エラーアンプと呼びます。上図の電圧調整デバイスです。 その機能は、出力電圧を安定した基準電圧と継続的に比較することです。 、出力に数ミリボルトの誤差しかない場合、直列調整ユニットの伝導電圧を変更することで出力を調整できます。 安定した基準電圧はオペアンプの正入力端子に接続されます。 分圧された出力電圧は基準電圧に近く、オペアンプの負の入力端子に接続されます。 出力電圧が安定している場合、分圧された出力電圧は基準電圧と等しくなります。
電圧誤差アンプのゲインは電圧基準と出力電圧の差を何倍にも増幅し、増幅された誤差電圧が直列調整ユニットのオン抵抗を直接制御して定格出力電圧を維持します。 負荷が増加すると、出力電圧が低下し、アンプの出力が増加して、より多くの電流が負荷に流れるようになります。 同様に、負荷が減少すると出力電圧が増加し、アンプの出力によりパスセルに流れる負荷電流が減少します。
電圧エラーアンプの出力変化に対する応答速度と出力電圧の制御精度は、エラーアンプのフィードバック補償設計に依存します。 負帰還補償の大きさは、分圧抵抗と負入力端子と電圧誤差増幅器の入力端子間の抵抗によって決まります。 これは、DC ゲインのサイズと出力電圧の精度を決定し、高周波でのアンプのゲインと帯域幅、つまり負荷変化に対する応答時間または過渡応答時間も決定します。
リニア電源の動作プロセスは非常に簡単です。つまり、電圧負帰還を使用して電源の出力電圧を安定化します。
