淺談開關(guān)電源和線性電源的區(qū)別
開關(guān)電源和線性電源的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)對比及區(qū)別,都是直流電源按要求不同使用不同 ,線性直流電源最好 他輸出的是線性直流電,可以用在要求高的場合,開關(guān)直流電源次之,他是由很高的開關(guān)速度的變壓器和開關(guān)管,特點(diǎn)是重量小,容量大,輸出質(zhì)量高,相控電原用在要求不高,電流特大的場合線性電源，開關(guān)電源區(qū)別線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低(35%左右)，需要加體積龐大的散熱片，而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當(dāng)要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。
開關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波(50mV at 5V output typical)，在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷，它的紋波可以做的很小(5mV以下)。
對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關(guān)電源為佳，對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方(例如電容漏電檢測)多選用線性電源。另外當(dāng)電路中需要作隔離的時(shí)候現(xiàn)在多數(shù)用DC-DC來做對隔離部分供電(DC-DC從其工作原理上來說就是開關(guān)電源)。還有，開關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻煩。
開關(guān)電源和線性電源在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是完全不一樣的，開關(guān)電源顧名思義有開關(guān)動(dòng)作，它利用變占空比或變頻的方法實(shí)現(xiàn)不同的電壓，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，最大的優(yōu)點(diǎn)是高效率，一般在90%以上，缺點(diǎn)是文波和開關(guān)噪聲較大，適用于對文波和噪聲要求不高的場合;而線性電源沒有開關(guān)動(dòng)作，屬于連續(xù)模擬控制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，芯片面積也較小，成本較低，優(yōu)點(diǎn)是成本低，文波噪聲小，最大的缺點(diǎn)是效率低。它們各有有缺點(diǎn)在應(yīng)用上互補(bǔ)共存!
一、線性電源的原理：
線性電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路等。 線性電源是先將交流電經(jīng)過變壓器變壓，再經(jīng)過整流電路整流濾波得到未穩(wěn)定的直流電壓，要達(dá)到高精度的直流電壓，必須經(jīng)過電壓反饋調(diào)整輸出電壓，這種電源技術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時(shí)，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計(jì)算機(jī)等設(shè)備的需要，將逐步被開關(guān)電源所取代。
二、開關(guān)電源的原理：
開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路。它們的功能是：
1、輸入電網(wǎng)濾波器：消除來自電網(wǎng)，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時(shí)也防止開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。
2、輸入整流濾波器：將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變換器提供直流電壓。
3、逆變器：是開關(guān)電源的關(guān)鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。
4、輸出整流濾波器：將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時(shí)還防止高頻噪聲對負(fù)載的干擾。
5、控制電路：檢測輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。調(diào)制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。
6、保護(hù)電路：當(dāng)開關(guān)電源發(fā)生過電壓、過電流短路時(shí)，保護(hù)電路使開關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。
開關(guān)電源是將交流電先整流成直流電，在將直流逆變成交流電，在整流輸出成所需要的直流電壓。這樣開關(guān)電源省去下線性電源中的變壓器，以及電壓反饋電路。而開關(guān)電源中的逆變電路完全是數(shù)字調(diào)整，同樣能達(dá)到非常高的調(diào)整精度。
開關(guān)電源的主要優(yōu)點(diǎn)：
體積小、重量輕(體積和重量只有線性電源的20～30%)、效率高(一般為60～70%，而線性電源只有30～40%)、自身抗干擾性強(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化。
開關(guān)電源，是通過電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，主要環(huán)節(jié)：整流成直流電——逆變成所需電壓的交流電(主要來調(diào)整電壓)——再經(jīng)過整流成直流電壓輸出。開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)中由于中間沒有變壓器和散熱片，因而體積非常小。同時(shí)，開關(guān)電源內(nèi)部都是電子元件，效率高、發(fā)熱小。雖然，具有電磁干擾等缺點(diǎn)，但現(xiàn)在的屏蔽技術(shù)已經(jīng)非常到位。
開關(guān)電源大體可以分為隔離和非隔離兩種,隔離型的必定有開關(guān)變壓器,而非隔離的未必一定有。
簡單地說,開關(guān)電源的工作原理是:
1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;
2.通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開關(guān)管,將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級上;
3.開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;
4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的.
交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西,過濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時(shí)也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾;在功率相同時(shí),開關(guān)頻率越高,開關(guān)變壓器的體積就越小,但對開關(guān)管的要求就越高;開關(guān)變壓器的次級可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭,以得到需要的輸出;一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路,比如空載、短路等保護(hù),否則可能會(huì)燒毀開關(guān)電源。
開關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波(50mV at 5V output typical)，在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷，它的紋波可以做的很小(5mV以下)。
對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關(guān)電源為佳，對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方(例如電容漏電檢測)多選用線性電源。另外當(dāng)電路中需要作隔離的時(shí)候現(xiàn)在多數(shù)用DC-DC來做對隔離部分供電(DC-DC從其工作原理上來說就是開關(guān)電源)。還有，開關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻煩。
開關(guān)電源和線性電源在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是完全不一樣的，開關(guān)電源顧名思義有開關(guān)動(dòng)作，它利用變占空比或變頻的方法實(shí)現(xiàn)不同的電壓，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，最大的優(yōu)點(diǎn)是高效率，一般在90%以上，缺點(diǎn)是文波和開關(guān)噪聲較大，適用于對文波和噪聲要求不高的場合;而線性電源沒有開關(guān)動(dòng)作，屬于連續(xù)模擬控制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，芯片面積也較小，成本較低，優(yōu)點(diǎn)是成本低，文波噪聲小，最大的缺點(diǎn)是效率低。它們各有有缺點(diǎn)在應(yīng)用上互補(bǔ)共存!
一、線性電源的原理：
線性電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路等。 線性電源是先將交流電經(jīng)過變壓器變壓，再經(jīng)過整流電路整流濾波得到未穩(wěn)定的直流電壓，要達(dá)到高精度的直流電壓，必須經(jīng)過電壓反饋調(diào)整輸出電壓，這種電源技術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時(shí)，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計(jì)算機(jī)等設(shè)備的需要，將逐步被開關(guān)電源所取代。
二、開關(guān)電源的原理：
開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路。它們的功能是：
1、輸入電網(wǎng)濾波器：消除來自電網(wǎng)，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時(shí)也防止開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。
2、輸入整流濾波器：將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變換器提供直流電壓。
3、逆變器：是開關(guān)電源的關(guān)鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。
4、輸出整流濾波器：將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時(shí)還防止高頻噪聲對負(fù)載的干擾。
5、控制電路：檢測輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。調(diào)制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。
6、保護(hù)電路：當(dāng)開關(guān)電源發(fā)生過電壓、過電流短路時(shí)，保護(hù)電路使開關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。
開關(guān)電源是將交流電先整流成直流電，在將直流逆變成交流電，在整流輸出成所需要的直流電壓。這樣開關(guān)電源省去下線性電源中的變壓器，以及電壓反饋電路。而開關(guān)電源中的逆變電路完全是數(shù)字調(diào)整，同樣能達(dá)到非常高的調(diào)整精度。
開關(guān)電源的主要優(yōu)點(diǎn)：
體積小、重量輕(體積和重量只有線性電源的20～30%)、效率高(一般為60～70%，而線性電源只有30～40%)、自身抗干擾性強(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化。
開關(guān)電源，是通過電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，主要環(huán)節(jié)：整流成直流電——逆變成所需電壓的交流電(主要來調(diào)整電壓)——再經(jīng)過整流成直流電壓輸出。開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)中由于中間沒有變壓器和散熱片，因而體積非常小。同時(shí)，開關(guān)電源內(nèi)部都是電子元件，效率高、發(fā)熱小。雖然，具有電磁干擾等缺點(diǎn)，但現(xiàn)在的屏蔽技術(shù)已經(jīng)非常到位。
開關(guān)電源大體可以分為隔離和非隔離兩種,隔離型的必定有開關(guān)變壓器,而非隔離的未必一定有。
簡單地說,開關(guān)電源的工作原理是:
1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;
2.通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開關(guān)管,將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級上;
3.開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;
4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的.
交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西,過濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時(shí)也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾;在功率相同時(shí),開關(guān)頻率越高,開關(guān)變壓器的體積就越小,但對開關(guān)管的要求就越高;開關(guān)變壓器的次級可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭,以得到需要的輸出;一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路,比如空載、短路等保護(hù),否則可能會(huì)燒毀開關(guān)電源。
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