הסבר יסודי יותר על תפיסת ההפעלה של ספק הכוח הנשלט ליניארי
לעתים קרובות אנו מחלקים ספקי כוח מוסדרים לשתי קבוצות על סמך מצב התפקוד של צינור הוויסות: מיתוג ספקי כוח מוסדרים וספקי כוח מוסדרים ליניאריים. יש גם ספק כוח זעיר המופעל על צינור זנר.
ספק הכוח המוסדר DC שבו פועל צינור הרגולטור במצב ליניארי מכונה כאן ספק הכוח המוסדר ליניארי. על מנת להבין כיצד פועל צינור הכוונון במצב ליניארי, שקול את הדברים הבאים: RW הוא משתנה ברציפות, או ליניארי (ראה את הניתוח להלן). בספק הכוח המיתוג זה שונה. צינור המיתוג פועל בשני מצבים: מופעל וכיבוי: מופעל, ההתנגדות זעירה ביותר; כבוי, ההתנגדות קטנה מאוד גדולה. בספק הכוח המיתוג, אנו מתייחסים בדרך כלל לצינור הכוונון כצינור מיתוג. כמובן, שפופרת הפועלת במצב הדלקה-כיבוי אינה עושה זאת באופן ליניארי.
סגנון ישן יותר של ספק כוח מווסת DC הוא ספק כוח מווסת ליניארי. נראה כי ה-LDO שנראה לעתים קרובות כעת פותר את בעיית היעילות. עם זאת, לספק כוח DC מווסת ליניארי יש את המאפיינים הבאים: מתח המוצא נמוך ממתח הכניסה; מהירות התגובה מהירה; אדווה הפלט קטנה; הרעש שנוצר מהעבודה נמוך; היעילות נמוכה; וייצור חום גדול (במיוחד עם ספקי כוח גבוהים), מה שמגביר בעקיפין את הרעש התרמי למערכת.
עקרון עבודה: האיור הבא יראה כיצד מקור כוח מבוקר ליניארי מווסת מתח.
Uo=UiRL/(RW פלוס RL), מכאן שניתן לשנות את מתח המוצא על ידי שינוי הגודל של RW. שימו לב שבנוסחה זו, אם ניקח בחשבון רק את שינוי הערך של הנגד המשתנה RW, הפלט של Uo אינו ליניארי; עם זאת, אם ניקח בחשבון גם את RW וגם את RL, הפלט של Uo הוא ליניארי. שימו לב גם לעובדה שהאיור שלנו מציג את היציאה של RW ימינה ולא שמאלה. התמונה מימין מתארת רק את המושגים של "דגימה" ו"משוב", גם אם אין הבדל מהנוסחה; רוב אספקת החשמל המקורית פועלת באופן של דגימה ומשוב. גישת ההזדמנויות משמשת רק מדי פעם למטה, או שהיא משמשת רק כשיטה עזר.
נמשיך הלאה: אם נחליף את הנגד המשתנה בתרשים בטרנזיסטור טריודה או אפקט שדה, ונווסת את ההתנגדות של ה"ווריסטור" הזה על ידי חישת מתח המוצא, כך שמתח המוצא יהיה קבוע, נוכל ייצוב המתח מצליח המטרה שלה. צינור הטריודה או אפקט השדה הזה מכונה צינור התאמה מכיוון שהוא משמש לשינוי פלט המתח.
מכיוון שצינור הרגולטור מחובר בסדרה בין ספק הכוח לעומס, הוא נקרא ספק כוח מוסדר סדרתי. בהתאם, קיים גם ספק כוח מווסת מסוג shunt, אשר הוא לכוון את מתח המוצא על ידי חיבור צינור ווסת במקביל לעומס. ווסת מתח הייחוס האופייני TL431 הוא וסת מתח מסוג shunt. מה שנקרא חיבור מקביל אומר שכמו צינור ווסת המתח באיור 2, ה"יציבות" של מתח הפולט של צינור המגבר המחליש מובטחת על ידי shunting. אולי הנתון הזה לא נותן לך לראות שזה "חיבור מקביל", אבל במבט מעמיק זה אכן כך. עם זאת, כולם צריכים לשים לב כאן: צינור ווסת המתח כאן עובד באזור הלא ליניארי שלו, כך שאם אתה חושב שזה ספק כוח, זה גם ספק כוח לא ליניארי. על מנת להקל על ההבנה של כולם, בואו נסתכל אחורה על תמונה מתאימה למדי עד שנוכל להבין אותה בצורה תמציתית.
מכיוון שצינור הכוונון שווה ערך לנגד, הוא יפיק חום כאשר הזרם זורם דרך הנגד, כך שצינור הכוונון הפועל במצב ליניארי יפיק בדרך כלל הרבה חום, וכתוצאה מכך יעילות נמוכה. זהו אחד החסרונות החשובים ביותר של ספקי כוח מוסדרים ליניאריים. להבנה מפורטת יותר של ספקי כוח מוסדרים ליניאריים, עיין בספרי לימוד על מעגלים אלקטרוניים אנלוגיים. כאן אנו בעיקר עוזרים לך להבהיר מושגים אלו ואת הקשר ביניהם.
