اصل کار اصلی منبع تغذیه خطی
همانطور که قبلا ذکر شد، منابع تغذیه به دو دسته منبع تغذیه خطی و منبع تغذیه سوئیچینگ تقسیم می شوند. اگرچه منابع تغذیه سوئیچینگ پیچیده تر از منابع تغذیه خطی هستند، اصول اولیه کار آنها یکسان است. در واقع، همه آنها بازخورد منفی حلقه بسته هستند. عملکرد واقعی بازخورد منفی تثبیت ولتاژ خروجی است.
پاورهای خطی همان پاورهایی هستند که قبلاً به آنها اشاره کردیم، یعنی ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی منبع تغذیه است.
همچنین دو نوع منبع تغذیه خطی وجود دارد: موازی و سری. واحد تنظیم ولتاژ منبع تغذیه موازی به موازات بار وصل می شود و لوله تنظیم کننده ولتاژ متصل به موازات بار جریان بار را قطع می کند تا ولتاژ بار را در هنگام تغییر ولتاژ ورودی یا جریان بار ثابت نگه دارد.
منبع تغذیه سری کارآمدتر از منبع تغذیه موازی است و واحد تنظیم ولتاژ آن از دستگاه های فعال برای اتصال سری بین منبع تغذیه ورودی و بار استفاده می کند.
واحد تنظیم سری در حالت خطی کار می کند، به این معنی که واحد تنظیم در حالت کار کامل روشن یا خاموش طراحی نشده است، بلکه در حالت کار "جزئی روشن" طراحی شده است. حلقه بازخورد منفی درجه هدایت واحد تنظیم را برای حفظ پایداری ولتاژ خروجی تعیین می کند.
دستگاه اصلی حلقه بازخورد منفی یک تقویت کننده عملیاتی با بهره بالا است. ما معمولا آن را تقویت کننده خطای ولتاژ می نامیم که دستگاه تنظیم ولتاژ در شکل بالا است. عملکرد آن مقایسه مداوم ولتاژ خروجی با یک ولتاژ مرجع پایدار است. ، زمانی که خروجی فقط چند خطای میلی ولت داشته باشد، می توان خروجی را با تغییر ولتاژ هدایت واحد تنظیم سری تنظیم کرد. مرجع ولتاژ پایدار به ترمینال ورودی مثبت تقویت کننده عملیاتی متصل می شود. ولتاژ خروجی تقسیم شده نزدیک به مرجع ولتاژ است و به ترمینال ورودی منفی تقویت کننده عملیاتی متصل است. هنگامی که ولتاژ خروجی پایدار است، ولتاژ خروجی تقسیم شده برابر با ولتاژ مرجع است.
بهره تقویت کننده خطای ولتاژ این است که اختلاف بین مرجع ولتاژ و ولتاژ خروجی را چندین بار تقویت می کند و ولتاژ خطای تقویت شده مستقیماً مقاومت واحد تنظیم سری را برای حفظ ولتاژ نامی خروجی کنترل می کند. اگر بار افزایش یابد، ولتاژ خروجی کاهش می یابد، سپس خروجی تقویت کننده افزایش می یابد و اجازه می دهد تا جریان بیشتری به بار برسد. به طور مشابه، اگر بار کاهش یابد، ولتاژ خروجی افزایش می یابد و خروجی تقویت کننده به سلول عبور اجازه می دهد تا جریان بار را کاهش دهد.
سرعت پاسخ تقویت کننده خطای ولتاژ به تغییرات خروجی و دقت کنترل ولتاژ خروجی به طراحی جبران فیدبک تقویت کننده خطا بستگی دارد. اندازه جبران بازخورد منفی توسط مقاومت تقسیم کننده ولتاژ و مقاومت بین ترمینال ورودی منفی و ترمینال ورودی تقویت کننده خطای ولتاژ تعیین می شود. اندازه بهره DC و دقت ولتاژ خروجی را تعیین می کند و همچنین بهره و پهنای باند تقویت کننده را در فرکانس های بالا تعیین می کند، یعنی زمان پاسخ یا زمان پاسخ گذرا به بار تغییر می کند.
فرآیند کار یک منبع تغذیه خطی بسیار ساده است، یعنی استفاده از بازخورد منفی ولتاژ برای تثبیت ولتاژ خروجی منبع تغذیه.
