A lineáris vezérlésű tápegység működési koncepciójának alaposabb magyarázata
A szabályozott tápegységeket gyakran két csoportba soroljuk a szabályozócső működési állapota alapján: kapcsolóüzemű tápegységek és lineáris szabályozott tápegységek. Van még egy apró Zener csöves tápegység is.
Az egyenáramú szabályozott tápegységet, amelyben a szabályozócső lineáris állapotban működik, itt lineárisan szabályozott tápegységnek nevezzük. Annak megértéséhez, hogyan működik a beállítócső lineáris állapotban, vegye figyelembe a következőket: RW folyamatosan változó vagy lineáris (lásd az alábbi elemzést). A kapcsolóüzemű tápegységben ez más. A kapcsolócső két állapotban működik: be és ki: be, az ellenállás rendkívül kicsi; ki, az ellenállás nagyon kicsi, nagy. A kapcsolóüzemű tápegységben jellemzően kapcsolócsőnek nevezzük az állítócsövet. Természetesen a be-ki állapotban működő cső nem lineárisan működik.
A DC szabályozott tápegység régebbi stílusa a lineárisan szabályozott tápegység. Úgy tűnik, hogy a gyakran látható LDO megoldja a hatékonysági problémát. A lineárisan szabályozott egyenáramú tápegységnek azonban a következő jellemzői vannak: a kimeneti feszültség alacsonyabb, mint a bemeneti feszültség; a válasz sebessége gyors; a kimeneti hullám kicsi; a munka által keltett zaj alacsony; a hatékonyság alacsony; és nagy hőtermelés (különösen nagy teljesítményű tápegységeknél), ami közvetve növeli a rendszer hőzajt.
Működési elv: A következő ábra bemutatja, hogyan szabályozza a feszültséget a lineárisan vezérelt áramforrás.
Uo=UiRL/(RW plusz RL), ezért a kimeneti feszültség az RW méretének változtatásával módosítható. Vegye figyelembe, hogy ebben a képletben, ha csak az RW változó ellenállás értékváltozását vesszük figyelembe, az Uo kimenete nem lineáris; ha azonban mind az RW-t, mind az RL-t figyelembe vesszük, akkor az Uo kimenete lineáris. Vegye figyelembe azt a tényt is, hogy ábránkon az RW jobbra, nem pedig balra történő kivezetése látható. A jobb oldali kép csak a "mintavétel" és a "visszacsatolás" fogalmát ábrázolja, még akkor is, ha nincs eltérés a képlettől; az eredeti tápegységek többsége mintavételezés és visszacsatolás útján működik. Az előrecsatolt megközelítést az alábbiakban csak alkalmanként, vagy csak segédmódszerként alkalmazzuk.
Menjünk tovább: Ha a diagramon látható változó ellenállást triódára vagy térhatású tranzisztorra cseréljük, és ennek a "varisztornak" az ellenállását a kimeneti feszültség érzékelésével szabályozzuk úgy, hogy a kimeneti feszültség állandó legyen, akkor a feszültségstabilizálás sikerül a célja. Ezt a triódát vagy térhatású csövet állítócsőnek nevezik, mivel a kimeneti feszültség módosítására szolgál.
Mivel a szabályozócső sorba van kötve a tápegység és a terhelés közé, ezt sorosan szabályozott tápegységnek nevezzük. Ennek megfelelően van egy sönt típusú, szabályozott tápegység is, amely a kimeneti feszültség beállítására szolgál egy szabályozócső terheléssel párhuzamos csatlakoztatásával. A tipikus TL431 referencia feszültségszabályozó egy sönt típusú feszültségszabályozó. Az úgynevezett párhuzamos kapcsolás azt jelenti, hogy a 2. ábrán látható feszültségszabályozó csőhöz hasonlóan a csillapító erősítő cső emitterfeszültségének "stabilitása" is söntéssel biztosított. Lehet, hogy ez az ábra nem engedi látni, hogy ez "párhuzamos kapcsolat", de ha jobban megnézzük, ez valóban így van. Itt azonban mindenki figyeljen: az itteni feszültségszabályozó cső a maga nemlineáris tartományában működik, tehát ha úgy gondolja, hogy tápegységről van szó, akkor az is nemlineáris táp. Annak érdekében, hogy mindenki számára könnyebben érthető legyen, tekintsünk vissza egy ésszerűen alkalmas képet, amíg meg nem értjük tömören.
Mivel a beállítócső egyenértékű egy ellenállással, hőt termel, amikor az áram átfolyik az ellenálláson, így a lineáris állapotban működő beállítócső általában sok hőt termel, ami alacsony hatásfokot eredményez. Ez a lineárisan szabályozott tápegységek egyik legfontosabb hátránya. A lineárisan szabályozott tápegységek részletesebb megértéséhez olvassa el az analóg elektronikus áramkörökről szóló tankönyveket. Itt elsősorban ezen fogalmak és a köztük lévő kapcsolat tisztázásában segítünk.
