Idirbhéimeanna idir Rialaitheoirí Lineártha Rialaitheoirí Socaire agus Rialaitheoirí Seicheamhacha

1. Rialachaí Líneacha vs. Rialachaí Sceiteála

Teastaíonn voltas ionairt níos airde ná an voltas aschuir ó rialóir líneach. Déanann sé láimh leis an difríocht idir voltas ionairt agus aschuir—ar a dtugtar voltas titimh—trí athrú ar impséidins an ghreimseála rialaithe inmheánach (mar shampla, tranzaisnéir).

Smaoinigh ar rialóir líneach mar “ghhníomhaire rialaithe voltas cruinn”. Nuair a bhíonn rith is mó ag an ionnarthacht seachas an leibhéal aschuir iarraidh, déanann sé “gníomh” go cinntitheach trí “ghearradh” amach an chuid sin, ag cinntiú go mbíonn an voltas aschuir tógtha. Titeann an voltas breise a “ghearrannar amach” i ndeireadh thiar muinín mar theip, agus cuireann sé stad ar an aschur.

I dtéarmaí cumraíocht chóimhéisc, úsáideann rialóir líneach sraitheach caighdeánach amplaífáilí earráide, foinse voltas tagartha, agus tranzaisnéir trasmheallta chun córas dromchla dúnta a fhoirmiú a mheastaraíonn agus a cheartúonn an voltas aschuir i ndáiríre i ndáiríre.

Áiríonn rialachaí líneacha go príomha ar rialachaí trí thréimhse agus ar rialachaí LDO (Low Dropout). Úsáideann an chéadcheann archatráid traidisiúnta agus éilíonn sé difríocht mhór idir voltas ionairt agus aschuir (de ghnáth ≥2 V), rud a thugann ar éifeachtúlacht ísle, agus is oiriúnach do fheidhmchláir meán- nó ard-chumhachta. I gcoinneal, tá rialachaí LDO optimaithe chun an voltas titimh a bheith íseal (go dtí 0.1 V amháin), rud a dhéanann iad den chineál is fearr do fhritheanna áitiúil áit a mbíonn an t-ionnarthacht agus an aschur gar lena chéile—mar shampla, gluaisteáin cumhraiceacha—cé go gcuirtear béim ar dhearthóireacht teasa cúramach.

Taispeánann Figure 1 prionsabail oibriúcháin rialachaí líneacha agus rialachaí sceiteála.

Rialachaí sceiteála, ar an taobh eile, rialaíonn siad ama conasctha agus ama dúnta na sleamhnáin cumhachta (mar shampla, MOSFETs) chun an dáta-córas trasfheabhsa fuinnimh a rialú. Tiontúfar ansin an t-ionnarthacht i voltas aschuir meán tógtha trí stóráil fuinnimh agus scagadh trí inductóirí agus capacitéirí.

Is é a gcuid tréidh phríomha ná an rialú “cosúil le hóstán”: déantar an t-ionnarthacht a bhriseadh ar shiúl freabharach ard, agus rialaítear an fhuinneamh sheachadta don aschur trí rialú ar dháta-scrúdú an tsleamhnaigh. Fuairtear éifeachtúlacht níos airde go suntasach leis an gcaoi seo i gcomparáid le rialachaí líneacha.

Áiríonn topoleogaí coitianta rialachaí sceiteála ar Bhuck (ínneach), Boost (amach), agus eile, áit a dtacaíonn siad le raon leathan ionnarthachta voltas agus is oiriúnach dóibh feidhmchláir ardchumhachta nó timpeallachtaí le frithshloinn mór sa t-ionnarthacht voltas.

Tugann Figure 2 comparáid idir rialachaí líneacha agus rialachaí sceiteála. Is féidir leat an cineál cuí a roghnú bunaithe ar do riachtanais sonracha: roghnaigh rialóir líneach nuair a bhíonn fuaim íseal agus simplíocht chóimhéisc mar phríomhscóir; roghnaigh rialóir sceiteála nuair a éilítear éifeachtúlacht ard agus soláthar cumhachta ard.

2. Rialacháin Tapaíochta Sraith

Tá rialachán tapaíochta sraithe suiteáilte idir an foinse cumhachta agus an lucht, ag gníomhú mar “chaomhnóir rialaithe tapaíochta cruinn.” Is é prionsabal oibre ná frithshlándáil athraitheach a rialú go dinimici in ympléadú le hathrú san ionchur tapaíochta nó san iasachtas aschuir, agus mar sin cinntiú go mbíonn an tapaíocht aschuir ar luach stábilte réamhshocraithe.

I gteicneolaíocht leictreonach na linne seo, úsáideann rialacháin IC sraithe gléasanna gníomhacha—cosúil le MOSFETanna nó tranzistóirí comhsheasctha beirt (BJTanna)—chun frithshlánaigh traidisiúnta a mhalartú go stairiúil, ag méadú go mór ar chumas agus ar dhídeanlacht an rialaitheora.

Tá cumraíocht an choircuit do rialachán tapaíochta sraithe cruinn agus go maith struchtúrtha, agus bunaitear í go príomha ar na ceithre phríomhghnísí seo a leanas:

● Tranzistoir Aschuir: Ceangailte i sraith idir pineanna ionchuir agus aschuir an rialaitheora, ag gníomhú mar bhru linking an foinse cumhachta os ard agus an lucht os íseal. Nuair a tharlaíonn éadroma sa thapaíocht ionchuir nó san iasachtas aschuir, rialóidh an comhlánóir earráide go cruinn an tapaíocht geata (do MOSFETanna) nó an reatha bonn (do BJTanna) an tranzistore seo.

● Foinse Tapaíochta Tagartha: Ag seirbheáil mar bhunús stadha don chomhlánóir earráide, imríonn an foinse tapaíochta tagartha ról faoi láthair. Déanann an comhlánóir earráide éifeachtúil airgeadú ar an tagairt shocraithe seo chun an geata nó an bonn an tranzistore aschuir a rialú go cruinn, agus mar sin á chinntiú go mbíonn tapaíocht aschuir stadha.

● Frithshlánaigh Dofhéinfheartha: Déanann na frithshlánaigh seo roinnt ar an tapaíocht aschuir chun voltas dofhéinfhearta a ghiniomhú. Déanann an comhlánóir earráide comparáid idir an voltas dofhéinfhearta seo agus an voltas tagartha chun rialú cruinn aschuir a bhaint amach. Níl na frithshlánaigh dofhéinfhearta beirt ceangailte i sraith idir VOUT agus GND, agus cuireann an voltas ag a meidhointe isteach sa chomhlánóir earráide.

● Comhlánóir Earráide: Ag feidhmíocht mar “inchinn intleachtúil” an rialaitheora sraithe, déanann an comhlánóir earráide comparáid go cúramach idir an voltas dofhéinfhearta (is é sin, an voltas ag meidhphointe an roinnteora frithshlánaigh dofhéinfhearta) agus an voltas tagartha. Má tá an voltas dofhéinfhearta faoi bhun an voltais thagartha, méadaíonn an comhlánóir earráide neart tarathála an MOSFET, ag laghdú ar a voltas drain-bonn agus mar sin ag ardú an voltas aschuir. I gcás inarb airde an voltas dofhéinfhearta ná an voltas tagartha, laghdaíonn an comhlánóir neart tarathála an MOSFET, ag méadú ar an voltas drain-bonn agus ag laghdú ar an voltas aschuir mar thoradh air sin.

I dtairbhe seo, dhírimid níos mó ar phrionsabail oibre, gnéithe agus chumraíochtaí coilrcuit do chineálacha éagsúla rialachán tapaíochta. San eisiún seo a leanas, mhínioidhimid mecanachas rialaithe dinimiciúil rialachán líneacha agus sochar na difríochtaí idir rialacháin trí-phinn agus rialacháin LDO (Low Dropout).