Tässä mainittu lineaarisesti säädettävä teholähde viittaa DC-säädettyyn tehonsyöttöön, jossa säätöputki toimii lineaarisessa tilassa. Säätöputki toimii lineaarisessa tilassa, joka voidaan ymmärtää seuraavasti: RW (katso alla oleva analyysi) on jatkuvasti muuttuva, eli lineaarinen. Hakkurivirtalähteessä se on erilainen. Kytkentäputki (hakkuriteholähteessä kutsumme säätöputkea yleensä kytkentäputkeksi) toimii kahdessa tilassa: päällä ja pois päältä: päällä - vastus on hyvin pieni; off - vastus on erittäin suuri suuri. Kytkentätilassa toimiva putki ei selvästikään ole lineaarisessa tilassa.
Lineaarisesti säädelty virtalähde on eräänlainen DC-säädelty virtalähde, jota käytettiin aiemmin. Lineaarisesti säädetyn tasavirtalähteen ominaisuudet ovat: lähtöjännite on pienempi kuin tulojännite; vastenopeus on nopea, lähdön aaltoilu on pieni; työn tuottama melu on vähäistä; tehokkuus on alhainen (nyt usein nähty LDO näyttää ratkaisevan tehokkuusongelman); Suuri lämmöntuotto (erityisesti suuritehoiset virtalähteet) lisää epäsuorasti lämpökohinaa järjestelmään.
Toimintaperiaate: Käytämme ensin seuraavaa kuvaa havainnollistamaan lineaarisesti säädetyn teholähteen jännitteensäätöperiaatetta. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, säädettävä vastus RW ja kuormitusvastus RL muodostavat jännitteenjakajapiirin ja lähtöjännite on:
Uo="Ui"×RL/(RW plus RL), joten RW:n kokoa säätämällä voidaan lähtöjännitteen kokoa muuttaa. Huomaa, että jos tässä kaavassa tarkastellaan vain säädettävän vastuksen RW arvon muutosta, Uo:n lähtö ei ole lineaarinen, mutta jos katsomme RW:tä ja RL:ää yhdessä, se on lineaarinen. Huomaa myös, että kuvamme ei piirrä RW-päätettä vasemmalle, vaan oikealle. Vaikka kaavassa ei ole eroa, se on piirretty oikealle, mutta se heijastaa vain "näytteenoton" ja "palautteen" käsitteitä - varsinaista virtalähdettä, joista useimmat toimivat näytteenotto- ja palautetilassa. Alla on Forward-menetelmien käyttö on harvinaista tai jopa käytetty, se on vain apumenetelmä.
Jatketaan: Jos käytämme triodi- tai kenttätransistoria korvataksemme kuvan varistorin ja ohjaamme tämän "varistorin" resistanssia havaitsemalla lähtöjännitteen suuruuden siten, että lähtöjännite pysyy vakiona, niin meillä on jännitteen stabiloinnin tarkoitus saavutetaan. Tätä triodi- tai kenttätransistoria käytetään jännitteen ulostulon säätämiseen, joten sitä kutsutaan säätöputkeksi.
Koska säätöputki on kytketty sarjaan virtalähteen ja kuorman väliin, sitä kutsutaan sarjasäädetyksi teholähteeksi. Vastaavasti on olemassa myös rinnakkaissäädettävä teholähde, jonka tarkoituksena on säätää lähtöjännitettä kytkemällä säätöputki rinnan kuorman kanssa. Tyypillinen referenssisäädin TL431 on shunttisäädin. Ns. rinnakkaiskytkentä tarkoittaa, että kuten kuvan 2 Zener-putkessa, vaimennusvahvistinputken emitterin "stabiili" jännite varmistetaan shuntilla. Ehkä tämä kuva ei anna sinun nähdä, että se on "rinnakkais" kerralla, mutta jos katsot tarkasti, niin kyllä. Kaikkien tulee kuitenkin kiinnittää huomiota myös tähän: Zener-putki täällä käyttää epälineaarista aluettaan toimiakseen, joten jos sitä pidetään virtalähteenä, se on myös epälineaarinen virtalähde. Jotta kaikki ymmärtäisivät, katsotaanpa sopivaa kaaviota taaksepäin, kunnes ymmärrämme sen ytimekkäästi.
Koska säätöputki vastaa vastusta ja virta kulkee vastuksen läpi, se tuottaa lämpöä, joten lineaarisessa tilassa toimiva säätöputki tuottaa yleensä paljon lämpöä, mikä johtaa alhaiseen hyötysuhteeseen. Tämä on lineaarisesti säädettävien virtalähteiden suuri haitta. Jos haluat lisätietoja lineaarisesti säädetyistä virtalähteistä, katso analogisia elektronisia piirejä koskevaa oppikirjaa. Tässä autamme sinua pääasiassa selventämään näitä käsitteitä ja niiden välistä suhdetta.
Yleisesti ottaen lineaarisesti säädettävä teholähde koostuu useista perusosista, kuten säätöputkesta, referenssijännitteestä, näytteenottopiiristä ja virhevahvistinpiiristä. Lisäksi se voi sisältää myös joitain osia, kuten suojapiirejä, käynnistyspiirejä ja niin edelleen. Seuraava kuva on suhteellisen yksinkertainen kaavio lineaarisesti säädetystä teholähteestä (kaavio, josta on jätetty pois komponentit, kuten suodatinkondensaattorit). Näytteenottovastus ottaa näytteitä lähtöjännitteestä ja vertaa sitä referenssijännitteeseen. Kun vertailutulos on vahvistettu virhevahvistinpiirillä, säätöputkea ohjataan. Johtavuusaste pitää lähtöjännitteen vakaana.
