منبع تغذیه تنظیم شده خطی که در اینجا ذکر شد به منبع تغذیه تنظیم شده DC اشاره دارد که در آن لوله تنظیم به صورت خطی کار می کند. لوله تنظیم در حالت خطی کار می کند که می توان آن را به صورت زیر فهمید: RW (تحلیل زیر را ببینید) به طور پیوسته متغیر است، یعنی خطی. در منبع تغذیه سوئیچینگ متفاوت است. لوله سوئیچینگ (در منبع تغذیه سوئیچینگ، ما به طور کلی لوله تنظیم را یک لوله سوئیچینگ می نامیم) در دو حالت کار می کند: روشن و خاموش: روشن - مقاومت بسیار کوچک است. خاموش - مقاومت بسیار بالا است. لوله ای که در حالت سوئیچینگ کار می کند بدیهی است که در حالت خطی نیست.
منبع تغذیه تنظیمشده خطی نوعی منبع تغذیه تنظیمشده DC است که قبلاً استفاده میشد. ویژگی های منبع تغذیه DC تنظیم شده خطی عبارتند از: ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی است. سرعت پاسخ سریع است، موج خروجی کوچک است. سر و صدای تولید شده توسط کار کم است. راندمان پایین است (LDO که اغلب دیده می شود به نظر می رسد مشکل کارایی را حل می کند). تولید گرمای زیاد (به ویژه منابع تغذیه با توان بالا) به طور غیر مستقیم باعث افزایش نویز حرارتی سیستم می شود.
اصل کار: ابتدا از شکل زیر برای نشان دادن اصل تنظیم ولتاژ منبع تغذیه تنظیم شده خطی استفاده می کنیم. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، مقاومت متغیر RW و مقاومت بار RL یک مدار تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهند و ولتاژ خروجی برابر است با:
Uo="Ui"×RL/(RW به علاوه RL)، بنابراین با تنظیم اندازه RW، می توان اندازه ولتاژ خروجی را تغییر داد. توجه داشته باشید که در این فرمول، اگر فقط به تغییر مقدار مقاومت قابل تنظیم RW نگاه کنیم، خروجی Uo خطی نیست، اما اگر RW و RL را با هم نگاه کنیم، خطی است. همچنین توجه داشته باشید که تصویر ما ترمینال RW را به سمت چپ نمی کشد، بلکه به سمت راست می کشد. اگرچه هیچ تفاوتی با فرمول وجود ندارد، اما در سمت راست ترسیم شده است، اما فقط مفهوم "نمونه گیری" و "بازخورد" را منعکس می کند - منبع تغذیه واقعی، اکثر آنها در حالت نمونه گیری و بازخورد کار می کنند در زیر، استفاده از روش های پیشخور نادر است، یا حتی استفاده می شود، این فقط یک روش کمکی است.
ادامه می دهیم: اگر از ترانزیستور تریود یا اثر میدان برای جایگزینی وریستور در شکل استفاده کنیم و مقاومت این "واریستور" را با تشخیص بزرگی ولتاژ خروجی کنترل کنیم، به طوری که ولتاژ خروجی ثابت بماند، آنگاه داریم هدف از تثبیت ولتاژ به دست آمده است. این ترانزیستور تریود یا اثر میدان برای تنظیم ولتاژ خروجی استفاده می شود، بنابراین به آن لوله تنظیم می گویند.
از آنجایی که لوله تنظیم به صورت سری بین منبع تغذیه و بار متصل می شود، منبع تغذیه تنظیم شده سری نامیده می شود. به همین ترتیب، یک منبع تغذیه تنظیم موازی نیز وجود دارد که برای تنظیم ولتاژ خروجی با اتصال لوله تنظیم موازی با بار است. رگولاتور مرجع معمولی TL431 یک تنظیم کننده شنت است. به اصطلاح اتصال موازی به این معنی است که مانند لوله زنر در شکل 2، ولتاژ "پایدار" امیتر لوله تقویت کننده تضعیف کننده توسط شنت تضمین می شود. شاید این عکس نتواند به شما اجازه دهد که یکباره "موازی" را ببینید، اما اگر دقت کنید، اینطور است. با این حال، همه باید در اینجا توجه کنند: لوله زنر در اینجا از منطقه غیر خطی خود برای کار استفاده می کند، بنابراین اگر منبع تغذیه در نظر گرفته شود، منبع تغذیه غیر خطی نیز است. به منظور تسهیل درک همگان، بیایید به یک نمودار مناسب نگاه کنیم تا زمانی که بتوانیم آن را به طور خلاصه درک کنیم.
از آنجایی که لوله تنظیم معادل یک مقاومت است و جریان از مقاومت عبور می کند، گرما ایجاد می کند، بنابراین لوله تنظیمی که در حالت خطی کار می کند، عموماً گرمای زیادی تولید می کند و در نتیجه راندمان پایینی دارد. این یک نقطه ضعف عمده منابع تغذیه تنظیم شده خطی است. برای درک دقیقتر منابع تغذیه تنظیمشده خطی، به کتاب درسی مدارهای الکترونیکی آنالوگ مراجعه کنید. در اینجا ما عمدتاً به شما کمک می کنیم تا این مفاهیم و رابطه بین آنها را روشن کنید.
به طور کلی، منبع تغذیه تنظیم شده خطی از چندین بخش اساسی مانند لوله تنظیم، ولتاژ مرجع، مدار نمونه برداری و مدار تقویت کننده خطا تشکیل شده است. علاوه بر این، ممکن است شامل برخی از قطعات مانند مدارهای حفاظتی، مدارهای راه اندازی و غیره نیز باشد. شکل زیر یک نمودار شماتیک نسبتا ساده از منبع تغذیه تنظیم شده خطی است (نمودار شماتیک، حذف اجزایی مانند خازن های فیلتر). مقاومت نمونه گیری از ولتاژ خروجی نمونه برداری کرده و آن را با ولتاژ مرجع مقایسه می کند. پس از اینکه نتیجه مقایسه توسط مدار تقویت کننده خطا تقویت شد، لوله تنظیم کنترل می شود. درجه هدایت ولتاژ خروجی را ثابت نگه می دارد.
