安定化電源-それらはどのように機能しますか？

私は小さなオーディオアンプ（szekeres設計の電流制御バリアント）を構築していますが、明らかに非常にクリーンで安定化された電源が必要です。最小の部品注文要件のため、私はとりわけ、スペアのlm317やその他のものを使用することになります。私が理解しているように、標準のトランス-> ウィートストーンブリッジブリッジ整流器とスイッチング電源はどちらも比較的ノイズが多いので、スペアパーツがあるので、リファレンスデザインに従って電圧レギュレータを構築すると違いがあるのか​​、またはスイッチング電源を使用して電力を供給します-とにかく使用する予定の15〜20 Vの電源を見つけることができ、電源に電圧レギュレータをまったく使用しません。

そのことについてはありません電圧レギュレータは、ノイズ波打つ削減し、使用して、またはそれだけで複雑な分圧器のですか？

スイッチング電力はノイズが多く、疑いの余地はありません。通常、キロヘルツからメガヘルツの範囲まで、CMとDMの両方です。

また、用語が混同されていると思います。ホイートストンブリッジではなく、変圧器とブリッジ整流器のことを言っていると思います。

スイッチャーを使用して317レギュレーターに給電し、完全に線形のソリューションよりもクリーンな出力と少ない効率損失の利点を得ることができます（主周波数トランス他）

317はアクティブで、デバイスの直列パストランジスタを制御する電圧フィードバックネットワークの関数としてリップルを拒否します。

電圧レギュレータは、栄光の分圧器ではありません。内部基準とフィードバック回路を備えているため、電力レベルをアクティブに維持できます。それは完全ではありません（そのため、まだリップルが発生します）が、分圧器よりもはるかに優れています。

電源装置は、通常、2つの基準（ラインレギュレーションとロードレギュレーション）によって評価されます。ラインレギュレーションは、入力電圧の変化を補償する電源の機能です。これはリップルを減らすのに役立ちます。トランスとウィートストーンブリッジを使用している場合でも、ローパスフィルター処理後もリップルが残ります。良好なラインレギュレーション（低いデルタVout /デルタVin）は、出力電圧がこれらのリップルに抵抗し、クリーンであることを意味します。負荷レギュレーションは、電源が電圧を維持しながら電流をどれだけうまく供給できるかを扱います。電源から電流を引き出さない場合は、正しい出力電圧が得られる可能性があります。しかし、ますます電流を引き込むと、ほとんどの電源は電圧を失います。

分圧器はひどいラインまたは負荷レギュレーションを持っています-それらは単に出力をまったく補償しないフィードフォワードデバイスです。規制された供給はそれよりも優れています。レギュレータのデータシートを見て、ラインと負荷のレギュレーションに提供する数値を確認してください。帯域幅も重要です。レギュレーターの内部には小さな制御ループがあり、それが見るリップルのみを考慮できます。帯域幅の外にある波紋は見えず、修正できません。特定の問題の頻度が見られる場合は、レギュレータを切り替える必要があるかもしれません。レギュレーターの帯域幅を拡張する方法に関する情報を含む、いくつかの製造元からのアプリケーションノートもあります。

幸運を。

安定化電源（電圧）供給操作：

大きな、より単純な観点から始めると、スイッチングと線形の両方の電圧レギュレータの仕事は、理想的な電圧源として機能することです。これは、負荷や電源が変動した場合でも一定の電圧を提供するためです。

通常は、フィードバックループを使用して実現されます。このような設定では、出力電圧が検知され、設定値を下回った場合、出力により多くの電流を供給するために何らかの処理が行われ、出力電圧が設定値に戻ります（電圧が設定値を超えている場合は逆になります）。リニアレギュレータのこの「何か」は、パスエレメント* 1）を作成して、ベース電流またはゲート電圧を調整することにより、入力から出力へより多くの電流を伝導することです。スイッチングレギュレータでは通常、「何か」は同じ目標を達成するために周波数やデューティサイクルを調整することです。したがって、線形レギュレータとスイッチングレギュレータの両方の主な役割は、出力電圧の変動を減らすことです。

現在、人生には完璧なものはなく、同じ目標の実現には（厳しい）制限があります。考慮すべき要素はたくさんありますが（ライン、負荷調整、調整速度、安定性、出力ノイズ、動作入力/出力電圧/電流範囲など）、（過度に）単純化するためには線形レギュレータの方が優れていますリップルのない出力を提供し、効率を犠牲にしてスイッチングします（これはスイッチドレギュレーターが独自のリップルを導入するためですが、より効率的であり、電圧のステップアップなど、リニアレギュレーターではできないことを実行できます）。

質問の場合：

A）このアプリケーションでは、主電源からの50Hz / 60Hz（100Hz / 120Hz）のリップルが聞こえる（いわゆる電力線のハム）ため、優れた安定化電源が本当に必要です。また、Beacouseにリンクされたアンプは、簡素化のために電源変動耐性を交換します。

B）LM317は、そのDSから80dB * 2）120Hzでの典型的なリップル除去（電源ラインx2）を持っています。つまり、入力に1V pk-pkのリップルがある場合、出力リップルは0.1mV（減衰の10k倍）になります。そのことについて私に引用しないでください（注意すべき要素がたくさんあるため）が、このアプリケーションではこれで十分であるように見えます。

C）スイッチングレギュレータ/電源は、100Hz / 120Hzを非常によく拒否する場合（LM317の場合のように80dBが良い）、十分に良いかもしれません。それがより多くのリップルを生成する場合でも（5mV未満の出力の自己リップルを見つけるのは困難です）、それらが20kHzを超える場合（そしてほとんどのスイッチング電源ではそうです）、それらのリップルとして心配する必要はありません人間の耳が聞こえる周波数範囲外です。

ところで、リニアレギュレータは「複雑な分圧器」と見なすことができます。これは、実際には非常によく似ています（パス要素を「調整可能な」抵抗として扱うことができるため）。ただし、この「複雑さ」により、80 dBのリップル除去が得られます。

* 1）パスエレメント-通常、レギュレータの入力と出力の間に接続されたトランジスタ、BJTまたはMOSFETです。フィードバックループは、出力電圧を維持するために、この要素が多かれ少なかれ電流を流すように、より「開いた」または「閉じた」状態に向けて調整します。

* 2）正しく設計する必要があります。つまり、十分なデカップリングキャップを提供し、適切なドロップで動作して規制などを維持できることを確認してください。ドキュメントはあなたの友人です。

線形レギュレータは、線形領域で動作するバイポーラジャンクショントランジスタ（BJT）や電界効果トランジスタ（FET）などのアクティブデバイスに基づく電圧レギュレータです。入力電圧と出力電圧の差が熱として放散されるため、スイッチモード電源に比べて非常に非効率的です。

LM317には、入力、出力、調整の3つの端子があります。レギュレータは、出力端子と調整端子の間に公称1.25Vの基準電圧を生成します。この定電圧は抵抗器に印加され、定電流が流れます。この定電流は、グランドに接続された2番目の抵抗を流れます。2番目の抵抗の値を変化させることにより、その両端の電圧が変化するため、出力電圧を設定できます。

LM317はコンデンサなしでも使用できますが、入力と出力の両方に1uFのコンデンサを追加すると、よりきれいな出力が得られます。

このページは、抵抗の値を計算するのに役立ちます。 これは別のものです。

電圧レギュレータは、出力電圧を基準電圧（レギュレータ自体に組み込まれていることが多い）と比較するため、欠陥がなければ、出力電圧は入力電圧、出力電流、温度などから完全に独立しています。

スイッチングレギュレータは必ずしも悪い考えではないかもしれません。もしスイッチングノイズが常に目的の信号の周波数帯域（ここでは20Hz〜20kHz）から外れていることを確認できれば、リニア電圧レギュレータと同じくらい優れています。実際には簡単に確認できない場合があります（ノイズはループ応答などによって変調されます）。