2.1.a  Nguyên lý

Để có thể ổn định điện áp đối với các nguồn cung cấp công suất lớn thì cần phải áp dụng một nguyên lý khác đó là phương pháp nguồn dòng nối tiếp. Nguyên lý này được minh hoạ sơ đẳng theo hình dưới đây:

Theo hình bên, R được gọi là tải của nguồn cung cấp và điện áp trên tải được gọi là V_Supply, điện áp cung cấp tại nguồn là V_CC.

Khi đó, ta thấy rằng điện trở hiệu chỉnh điện áp cho tải chính là R₁ và toàn mạch điện sẽ trở thành một mạch nối tiếp bao gồm R và R₁. Điện trở hiệu chỉnh R₁ lúc này vừa có vai trò hiệu chỉnh điện áp cho tải và vừa giữ vai trò là ghánh của mạch nguồn.

Vì thế, khả năng hiệu chỉnh điện áp của mạch nguồn nối tiếp là linh hoạt và có thể đáp ứng với công suất lớn hơn so với nguyên lý nói trên. Theo hình minh hoạ nói trên, căn bản của mạch ổn định điện áp được xác định bởi các hệ thức dưới đây:  

Điện áp ra V_Supply trên tải:

V_supply = V_CC – V_S           (20)

Trong đó, V_S được xác định bởi:

V_S = I.R₁                        (21)

Với I là cường độ dòng điện qua toàn mạch điện và được xác định bởi:

I = V_CC/(R₁ + R)             (22)

Lúc này ta thấy rằng, cường độ dòng điện mạch chính cũng chính là cường độ dòng điện cung cấp cho tải, trong lúc đối với mạch theo nguyên lý nguồn dòng song song thì dòng điện cung cấp cho tải cũng chỉ là một trong hai dòng điện mạch rẽ nên hiệu suất cung cấp và ổn định theo nguyên lý nguồn dòng song song sẽ thấp hơn so với nguyên lý nguồn dòng nối tiếp.

Vì thế, sự hiệu chỉnh điện áp của mạch được xác định bởi:

V_Supply = V_CC – V_S = V_CC[1 – R₁/(R₁ + R)]   (23)

Hay nói cách khác là để hiệu chỉnh điện áp cung cấp cho tải thì vai trò của R₁ cần phải được thể hiện một cách linh hoạt bằng cách luôn thay đổi giá trị theo các biến đổi của tải sử dụng cũng như của nguồn cung cấp...

2.1.b. Hiệu suất

Điều quan trọng nhất của mạch nguồn chính là khả năng ổn định điện áp cũng như hiệu suất cung cấp điện cho tải và được xác định bởi:  

h = (V_CC – V_Supply).100%/V_CC            (24)

Theo mạch nguyên lý nói trên ta thấy rằng mạch nguồn dòng nối tiếp chỉ có hai phần tử nối tiếp gồm tải và phần tử tác động hiệu chỉnh điện áp (phần tử này vừa đảm nhiệm vai trò của gánh) nên không có hiệu suất mạch rẽ như đối với nguồn dòng song song. Vì thế, hiệu suất của nó sẽ cao hơn so với hiệu suất của mạch nguồn dòng song song.

Tuy nhiên, hiệu suất của các mạch nguồn dòng song song trên thực tế trong chế độ động cũng không bao giờ vượt quá 60% (nếu muốn hiệu suất nguồn càng cao thì cần phải hy sinh độ ổn định tức là chỉ cho phép khoảng thay đổi của điện áp vào hẹp – tức là độ biến của điện áp vào nhỏ). 

Mạch ổn áp thụ động nối tiếp cơ bản