Aká účinnosť lineárneho regulovaného zdroja napájania?

Účinnosť lineárneho regulovaného zdroja energie je na výpočet pomerne jednoduché, ale je kľúčové porozumenie základným princípom. Lineárny regulátor pracuje tým, že rozptyľuje prebytočné napätie ako teplo. Toto prirodzené obmedzenie priamo ovplyvňuje jeho účinnosť.

vzorec:

Účinnosť (η) =(výstupný výkon / vstupný výkon) * 100%

Rozdeľme, ako vypočítať každú komponent:

* Výstupný výkon (p _{out ):} Toto je sila dodávaná na záťaž. Je to vypočítané ako:

P _{out =V out * I out}

kde:

* V _{out je výstupné napätie.}

* I _{out je výstupný prúd.}

* Vstupné napájanie (p _{v ):} Toto je napájanie vyvodené zo zdrojového zdroja. Je to vypočítané ako:

P _{in =V v * I in}

kde:

* V _{in je vstupné napätie.}

* I _{in je vstupný prúd.}

Dôležité úvahy:Vstupný prúd

Vstupný prúd (i _{v ) je rozhodujúci a často prehliadaný. Na rozdiel od prepínania regulátorov lineárny regulátor čerpá * v podstate rovnaký prúd * zo vstupu bez ohľadu na výstupný prúd. Rozdiel v prúde sa rozptyľuje ako teplo v regulátore.}

Príklad:

Povedzme, že máme lineárny regulátor s:

* V _{in =12V}

* V _{out =5V}

* I _{out =1A}

Nájsť efektívnosť:

1. Vypočítajte výstupný výkon: P _{out =5V * 1A =5W}

2. ): To je miesto, kde sa prejaví obmedzenie účinnosti. Vstupný prúd bude * približne * rovnaký ako výstupný prúd * plus * prúd nakreslený na napájanie lineárneho regulátora. Aby sme našli skutočný vstupný prúd, musíme sa bližšie pozrieť na obvod, ale tento príklad zjednodušujem, aby som zvýraznil obmedzenie lineárnych regulátorov. * Predpokladajme* Zatiaľ sa vstupný prúd približne rovná výstupnému prúdu. Toto je zvyčajne spravodlivý predpoklad, aj keď nie vždy dokonalý. Zjednodušujeme I _{v ≈ i out =1A}

3. Vypočítajte vstupný výkon: P _{in =12V * 1A =12W (toto je aproximácia). Všimnite si, že skutočný vstupný výkon by bol vyšší, keby sme zodpovedali za aktuálny nakreslený na napájanie obvodov samotného lineárneho regulátora.}

4. Vypočítajte účinnosť: η =(5W / 12W) * 100% ≈ 42%

V skutočnosti: Skutočná účinnosť by bola * nižšia * ako 42%, pretože nezohľadňujeme prúd spotrebovaný obvodmi lineárneho regulátora. To zvýši p _{v bez zvýšenia p out Ďalšie znižovanie účinnosti.}

Prečo sú lineárne regulátory neefektívne:

Významná strata energie je spôsobená rozdielom napätia medzi vstupom a výstupom, ktorý sa rozptyľuje ako teplo v tranzistorovi priechodu. V našom príklade sa 7W (12 W - 5W) stratí ako teplo. Vďaka tomu sú lineárne regulátory nevhodné pre aplikácie s vysokým výkonom.

v súhrne: Zatiaľ čo vzorec je jednoduchý, presne vypočítava účinnosť lineárneho regulátora vyžaduje presné merania vstupného a výstupného napätia a prúdu. Pamätajte, že hlavným faktorom, ktorý obmedzuje ich účinnosť, je teplo generované poklesom vstupného napätia na požadované výstupné napätie. Skutočná účinnosť bude vždy nižšia ako účinnosť pre spínací regulátor pre rovnakú aplikáciu.

• Predchádzajúca strana: Čo spôsobuje kolísanie počítačového výkonu? 
• Ďalšia strana: Čo má IGP spoločné s počítačom?