แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้นที่กล่าวถึงในที่นี้หมายถึงแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบ DC ซึ่งท่อปรับค่าทำงานในสถานะเชิงเส้น ท่อปรับค่าทำงานในสถานะเชิงเส้น ซึ่งสามารถเข้าใจได้ดังนี้: RW (ดูการวิเคราะห์ด้านล่าง) เป็นตัวแปรต่อเนื่อง นั่นคือ เชิงเส้น ในแหล่งจ่ายไฟสลับนั้นแตกต่างกัน หลอดสวิตชิ่ง (ในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง โดยทั่วไปเราเรียกหลอดปรับค่าว่าหลอดสวิตชิ่ง) ทำงานในสองสถานะ: เปิดและปิด: เปิด - ความต้านทานมีขนาดเล็กมาก ปิด - ความต้านทานสูงมาก เห็นได้ชัดว่าหลอดที่ทำงานในสถานะสวิตชิ่งไม่ได้อยู่ในสถานะเชิงเส้น
แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้นคือประเภทของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม DC ที่ใช้ก่อนหน้านี้ ลักษณะของแหล่งจ่ายไฟ DC แบบควบคุมเชิงเส้นคือ: แรงดันเอาต์พุตต่ำกว่าแรงดันอินพุต ความเร็วในการตอบสนองรวดเร็ว ระลอกออกมีขนาดเล็ก เสียงรบกวนที่เกิดจากการทำงานต่ำ ประสิทธิภาพต่ำ (LDO ที่เห็นได้บ่อยตอนนี้ดูเหมือนว่าจะแก้ปัญหาประสิทธิภาพได้) ; การสร้างความร้อนจำนวนมาก (โดยเฉพาะอุปกรณ์จ่ายไฟกำลังสูง) จะเพิ่มสัญญาณรบกวนทางความร้อนให้กับระบบโดยอ้อม
หลักการทำงาน: อันดับแรก เราใช้รูปต่อไปนี้เพื่อแสดงหลักการของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้น ดังที่แสดงในรูปด้านล่าง ตัวต้านทานปรับค่าได้ RW และตัวต้านทานโหลด RL สร้างวงจรแบ่งแรงดัน และแรงดันเอาต์พุตคือ:
Uo="Ui"×RL/(RW บวก RL) ดังนั้นโดยการปรับขนาดของ RW ขนาดของแรงดันเอาต์พุตจึงเปลี่ยนแปลงได้ โปรดทราบว่าในสูตรนี้ หากเราดูเฉพาะการเปลี่ยนแปลงค่าของตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ RW ผลลัพธ์ของ Uo จะไม่เป็นเชิงเส้น แต่ถ้าเราดูที่ RW และ RL พร้อมกัน มันจะเป็นเชิงเส้น โปรดทราบว่ารูปภาพของเราไม่ได้วาดเทอร์มินัล RW ไปทางซ้าย แต่ไปทางขวา แม้ว่าจะไม่มีความแตกต่างจากสูตร แต่จะวาดไว้ทางด้านขวา แต่เป็นเพียงการสะท้อนแนวคิดของ "การสุ่มตัวอย่าง" และ "ข้อเสนอแนะ" - แหล่งจ่ายไฟจริง ส่วนใหญ่ทำงานในโหมดการสุ่มตัวอย่างและข้อเสนอแนะ ด้านล่าง การใช้วิธีป้อนกลับนั้นหายาก หรือแม้แต่ใช้ มันก็เป็นเพียงวิธีเสริมเท่านั้น
ดำเนินการต่อ: ถ้าเราใช้ทรานซิสเตอร์แบบไตรโอดหรือฟิลด์เอฟเฟ็กต์เพื่อแทนที่วาริสเตอร์ในรูป และควบคุมความต้านทานของ "วาริสเตอร์" นี้โดยการตรวจจับขนาดของแรงดันเอาต์พุต เพื่อให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ เราก็จะได้ บรรลุวัตถุประสงค์ของการปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ ทรานซิสเตอร์แบบไตรโอดหรือฟิลด์เอฟเฟ็กต์นี้ใช้เพื่อปรับเอาต์พุตของแรงดัน จึงเรียกว่าหลอดปรับค่า
เนื่องจากท่อควบคุมเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างแหล่งจ่ายไฟและโหลด จึงเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุม ในทำนองเดียวกันยังมีแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบขนานซึ่งก็คือการปรับแรงดันขาออกโดยการเชื่อมต่อท่อควบคุมแบบขนานกับโหลด เรกูเลเตอร์อ้างอิงทั่วไป TL431 เป็นเรกูเลเตอร์แบบแบ่ง ที่เรียกว่าการเชื่อมต่อแบบขนานหมายความว่า เช่นเดียวกับหลอดซีเนอร์ในรูปที่ 2 แรงดัน "คงที่" ของตัวส่งสัญญาณของหลอดขยายเสียงแบบลดทอนจะรับประกันได้โดยการปัด ภาพนี้อาจไม่ทำให้คุณเห็นว่า "เส้นขนาน" ในทันที แต่ถ้าดูใกล้ๆ จะเห็นว่าเป็นเช่นนั้น อย่างไรก็ตาม ทุกคนควรให้ความสนใจที่นี่: หลอดซีเนอร์ที่นี่ใช้พื้นที่ไม่เชิงเส้นในการทำงาน ดังนั้นหากพิจารณาว่าเป็นแหล่งจ่ายไฟ ก็ถือเป็นแหล่งจ่ายไฟแบบไม่เชิงเส้นด้วย เพื่อให้ทุกคนเข้าใจได้ง่ายขึ้น ลองย้อนดูแผนภาพที่เหมาะสมจนเข้าใจอย่างกระชับ
เนื่องจากท่อปรับค่าเทียบเท่ากับตัวต้านทาน และกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะทำให้เกิดความร้อน ดังนั้นท่อปรับค่าที่ทำงานในสถานะเชิงเส้นโดยทั่วไปจะสร้างความร้อนจำนวนมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพต่ำ นี่เป็นข้อเสียที่สำคัญของแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้น สำหรับความเข้าใจโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้น โปรดดูตำราเกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบแอนะล็อก เราช่วยคุณอธิบายแนวคิดเหล่านี้และความสัมพันธ์ระหว่างแนวคิดเหล่านี้เป็นหลัก
โดยทั่วไปแล้ว แหล่งจ่ายไฟควบคุมเชิงเส้นประกอบด้วยชิ้นส่วนพื้นฐานหลายส่วน เช่น ท่อปรับค่า แรงดันอ้างอิง วงจรสุ่มตัวอย่าง และวงจรขยายข้อผิดพลาด นอกจากนี้ยังอาจรวมถึงชิ้นส่วนบางส่วน เช่น วงจรป้องกัน วงจรสตาร์ท เป็นต้น รูปต่อไปนี้เป็นแผนผังที่ค่อนข้างง่ายของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้น (แผนผัง ส่วนประกอบที่ละเว้น เช่น ตัวเก็บประจุตัวกรอง) ตัวต้านทานการสุ่มตัวอย่างจะสุ่มตัวอย่างแรงดันเอาต์พุตและเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง หลังจากผลการเปรียบเทียบถูกขยายโดยวงจรขยายข้อผิดพลาด ท่อปรับค่าจะถูกควบคุม ระดับการนำไฟฟ้าช่วยให้แรงดันเอาต์พุตคงที่
