Лінійне регульоване джерело живлення, згадане тут, відноситься до регульованого джерела живлення постійного струму, в якому регулювальна трубка працює в лінійному стані. Регулювальна трубка працює в лінійному стані, що можна зрозуміти так: RW (див. аналіз нижче) є безперервно змінним, тобто лінійним. В імпульсному джерелі живлення все інакше. Комутаційна трубка (в імпульсному джерелі живлення ми зазвичай називаємо регулювальну трубку комутаційною трубкою) працює в двох станах: включено і вимкнено: включено - опір дуже малий; вимкнено - опір дуже великий великий. Трубка, що працює в комутаційному стані, очевидно, не є лінійним станом.
Лінійне регульоване джерело живлення - це тип регульованого джерела живлення постійного струму, який використовувався раніше. Характеристики лінійного регульованого джерела живлення постійного струму: вихідна напруга нижча за вхідну; швидкість відгуку висока, вихідна пульсація мала; шум, створюваний при роботі, низький; ефективність низька (LDO, який часто можна побачити зараз, здається, вирішує проблему ефективності); Велике виділення тепла (особливо джерела живлення великої потужності) опосередковано збільшує тепловий шум системи.
Принцип роботи: спочатку ми використовуємо наступний малюнок, щоб проілюструвати принцип регулювання напруги лінійного регульованого джерела живлення. Як показано на малюнку нижче, змінний резистор RW і резистор навантаження RL утворюють схему дільника напруги, а вихідна напруга становить:
Uo="Ui"×RL/(RW плюс RL), тому, регулюючи розмір RW, розмір вихідної напруги можна змінити. Зауважте, що в цій формулі, якщо ми дивимося лише на зміну значення регульованого резистора RW, вихід Uo не є лінійним, але якщо ми дивимося на RW і RL разом, він є лінійним. Також зауважте, що на нашому малюнку термінал RW зображено не ліворуч, а праворуч. Хоча відмінностей від формули немає, вона намальована праворуч, але це просто відображає поняття «відбір» і «зворотний зв'язок» - власне джерело живлення, більшість з них працює в режимі відбору і зворотного зв'язку. Нижче використання методів прямого зв'язку рідко, або навіть використовується, це лише допоміжний метод.
Давайте продовжимо: якщо ми використовуємо тріод або польовий транзистор, щоб замінити варистор на малюнку, і контролюємо опір цього "варистора", визначаючи величину вихідної напруги, так що вихідна напруга залишається постійною, тоді ми маємо мета стабілізації напруги досягнута. Цей тріод або польовий транзистор використовується для регулювання вихідної напруги, тому його називають регулювальною трубкою.
Оскільки регулююча трубка підключена послідовно між джерелом живлення та навантаженням, її називають послідовно регульованим джерелом живлення. Відповідно, існує також паралельне регульоване джерело живлення, яке регулює вихідну напругу шляхом підключення регулюючої трубки паралельно навантаженню. Типовий опорний регулятор TL431 є шунтовим. Так зване паралельне підключення означає, що, як і стабілітрон на малюнку 2, «стабільна» напруга емітера лампового підсилювача, що послаблює, забезпечується шунтом. Можливо, на цій картинці ви відразу не бачите, що вона «паралельна», але якщо придивитися уважніше, це так. Однак тут також варто звернути увагу: стабілітрон тут використовує для роботи свою нелінійну область, тому, якщо вважати її джерелом живлення, це теж нелінійне джерело живлення. Щоб полегшити розуміння всім, давайте поглянемо на відповідну діаграму, поки не зможемо зрозуміти її коротко.
Оскільки регулювальна трубка еквівалентна резистору, і струм протікає через резистор, він буде виробляти тепло, тому регулювальна трубка, яка працює в лінійному стані, як правило, виділяє багато тепла, що призводить до низької ефективності. Це головний недолік лінійних регульованих джерел живлення. Для більш детального розуміння лінійних регульованих джерел живлення дивіться підручник з аналогових електронних схем. Тут ми головним чином допомагаємо вам роз’яснити ці поняття та зв’язок між ними.
Загалом, лінійне регульоване джерело живлення складається з кількох основних частин, таких як регулювальна трубка, опорна напруга, схема вибірки та схема підсилювача помилки. Крім того, він також може включати деякі частини, такі як схеми захисту, схеми запуску тощо. Наступний малюнок є відносно простою принциповою схемою лінійного регульованого джерела живлення (схема без компонентів, таких як конденсатори фільтра). Резистор вибірки вимірює вихідну напругу та порівнює її з опорною напругою. Після посилення результату порівняння ланцюгом підсилювача помилки здійснюється контроль регулювальної трубки. Ступінь провідності забезпечує стабільність вихідної напруги.
