線性電源和開關電源的優缺點
2019/6/28 10:29:32??????點擊：
都是(shi)(shi)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian) 按要求不同使用不同 ,線性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)最(zui)好 他(ta)輸出(chu)的是(shi)(shi)線性(xing)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian),可以(yi)用在要求高的場合,開關電(dian)(dian)源(yuan)次之,他(ta)是(shi)(shi)由(you)很高的開關速度的變壓器和開關管,特點是(shi)(shi)重量(liang)小(xiao),容量(liang)大,輸出(chu)質量(liang)高,相控電(dian)(dian)原(yuan)用在要求不高,電(dian)(dian)流(liu)(liu)特大的場合
線性電源，開關電源區(qu)別
線性電源的(de)調整管工作(zuo)在放大狀態，因而(er)(er)發熱(re)量(liang)大，效(xiao)率低(di)(35%左右)，需要加體積(ji)龐(pang)大的(de)散熱(re)片(pian)，而(er)(er)且還需要同樣(yang)也是大體積(ji)的(de)工頻變壓(ya)器，當要制作(zuo)多(duo)組電壓(ya)輸(shu)出(chu)時變壓(ya)器會(hui)更龐(pang)大。
開(kai)關電源(yuan)(yuan)的(de)調整(zheng)管工作(zuo)在(zai)飽和和截(jie)至狀態，因而(er)發熱(re)量小(xiao)，效率高(75%以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang))而(er)且省掉(diao)了大(da)體積(ji)的(de)變壓(ya)器。但開(kai)關電源(yuan)(yuan)輸出的(de)直流上(shang)(shang)面會(hui)疊加較大(da)的(de)紋波(bo)(bo)(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸出端并(bing)接穩壓(ya)二極管可以(yi)(yi)(yi)改善，另外由于開(kai)關管工作(zuo)是會(hui)產生(sheng)很(hen)大(da)的(de)尖峰脈沖干擾，也需要在(zai)電路(lu)中串連磁珠加以(yi)(yi)(yi)改善。相對而(er)言線(xian)性(xing)電源(yuan)(yuan)就沒有(you)以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)缺陷(xian)，它的(de)紋波(bo)(bo)可以(yi)(yi)(yi)做的(de)很(hen)小(xiao)(5mV以(yi)(yi)(yi)下)。
對(dui)于電(dian)源(yuan)效率和安裝體積有要求的(de)地(di)方用(yong)開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)為佳，對(dui)于電(dian)磁干擾和電(dian)源(yuan)純凈(jing)性有要求的(de)地(di)方(例如(ru)電(dian)容(rong)漏電(dian)檢測(ce))多選用(yong)線性電(dian)源(yuan)。另(ling)外當電(dian)路中需要作隔離(li)的(de)時候現在多數(shu)用(yong)DC-DC來(lai)(lai)做對(dui)隔離(li)部分供電(dian)(DC-DC從其工作原(yuan)理上來(lai)(lai)說(shuo)就(jiu)是開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan))。還有，開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)中用(yong)到的(de)高頻(pin)變(bian)壓器可能繞制起來(lai)(lai)比較(jiao)麻煩(fan)
開(kai)關電源和線性電源在(zai)內部結構上是(shi)(shi)完全(quan)不一(yi)(yi)樣的(de)，開(kai)關電源顧(gu)名(ming)思義有(you)(you)開(kai)關動(dong)作，它利用(yong)(yong)變(bian)占(zhan)空比或變(bian)頻(pin)的(de)方法(fa)實(shi)現不同的(de)電壓，實(shi)現較為復雜，最大的(de)優點(dian)是(shi)(shi)高效率(lv)，一(yi)(yi)般在(zai)90%以上，缺(que)點(dian)是(shi)(shi)文波和開(kai)關噪(zao)聲(sheng)較大，適用(yong)(yong)于對(dui)文波和噪(zao)聲(sheng)要求不高的(de)場(chang)合(he);而(er)線性電源沒有(you)(you)開(kai)關動(dong)作，屬于連(lian)續模(mo)擬(ni)控制，內部結構相對(dui)簡(jian)單，芯片面積也較小(xiao)，成本(ben)較低(di)，優點(dian)是(shi)(shi)成本(ben)低(di)，文波噪(zao)聲(sheng)小(xiao)，最大的(de)缺(que)點(dian)是(shi)(shi)效率(lv)低(di)。它們各有(you)(you)有(you)(you)缺(que)點(dian)在(zai)應用(yong)(yong)上互補共(gong)存!
一(yi)、線性電源的原理：
線性電(dian)(dian)源主要包(bao)括工(gong)頻變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)、輸出整流(liu)(liu)濾波器(qi)、控制電(dian)(dian)路(lu)(lu)、保護電(dian)(dian)路(lu)(lu)等(deng)。 線性電(dian)(dian)源是(shi)(shi)先將交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)經過變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，再經過整流(liu)(liu)電(dian)(dian)路(lu)(lu)整流(liu)(liu)濾波得(de)到(dao)(dao)未穩定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，要達(da)到(dao)(dao)高(gao)精度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，必須(xu)經過電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)反(fan)饋(kui)調整輸出電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)源技術(shu)很(hen)成熟，可以達(da)到(dao)(dao)很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定度，波紋也很(hen)小(xiao)，而(er)且(qie)沒有(you)開關電(dian)(dian)源具(ju)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)擾與噪音。但是(shi)(shi)它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺點是(shi)(shi)需(xu)要龐(pang)大而(er)笨(ben)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)，所需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濾波電(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體積和重(zhong)量也相當(dang)大，而(er)且(qie)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)反(fan)饋(kui)電(dian)(dian)路(lu)(lu)是(shi)(shi)工(gong)作在線性狀態，調整管上有(you)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)降，在輸出較大工(gong)作電(dian)(dian)流(liu)(liu)時，致使調整管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功耗太大，轉換(huan)效(xiao)率(lv)低，還(huan)要安(an)裝很(hen)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)散熱片(pian)。這種電(dian)(dian)源不適合計算機等(deng)設備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)要，將逐步被開關電(dian)(dian)源所取代。
二(er)、開關電源的原理：
開(kai)關電源主要包括輸入(ru)電網濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器、輸入(ru)整流濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器、逆(ni)變器、輸出(chu)整流濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器、控制(zhi)電路(lu)、保護電路(lu)。它們的功(gong)能是(shi)：
1、輸入(ru)電(dian)網濾波(bo)器：消除來自電(dian)網，如(ru)電(dian)動(dong)機(ji)的啟動(dong)、電(dian)器的開關、雷擊等產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的干擾，同(tong)時也防止開關電(dian)源產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的高(gao)頻噪聲向電(dian)網擴散(san)。
2、輸入整(zheng)流濾波器：將電網輸入電壓進行整(zheng)流濾波，為變換器提供直流電壓。
3、逆變器：是(shi)開關電源的(de)(de)關鍵(jian)部分。它(ta)把直流電壓變換(huan)成高(gao)頻交流電壓，并且起到(dao)將輸出部分與輸入電網(wang)隔離的(de)(de)作用。
4、輸出整(zheng)流(liu)濾(lv)波器：將變(bian)換(huan)器輸出的高頻交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)整(zheng)流(liu)濾(lv)波得到需(xu)要的直流(liu)電(dian)壓(ya)，同時還防止(zhi)高頻噪(zao)聲對負載(zai)的干擾。
5、控制(zhi)電(dian)路：檢測(ce)輸出(chu)直流(liu)電(dian)壓，并將其(qi)與基準電(dian)壓比較，進行放(fang)大。調制(zhi)振蕩器(qi)的(de)脈沖(chong)寬度，從而控制(zhi)變(bian)換器(qi)以保持(chi)輸出(chu)電(dian)壓的(de)穩定。
6、保(bao)護(hu)電(dian)(dian)路(lu)：當開關電(dian)(dian)源發生過(guo)(guo)電(dian)(dian)壓(ya)、過(guo)(guo)電(dian)(dian)流短路(lu)時，保(bao)護(hu)電(dian)(dian)路(lu)使開關電(dian)(dian)源停止工(gong)作(zuo)以保(bao)護(hu)負(fu)載和電(dian)(dian)源本身。
開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源是將交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)先(xian)整(zheng)流(liu)成直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在將直流(liu)逆變(bian)成交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在整(zheng)流(liu)輸出成所需要的(de)直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓。這(zhe)樣(yang)開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源省去下線性電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的(de)變(bian)壓器，以及電(dian)(dian)(dian)(dian)壓反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。而開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的(de)逆變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)完全是數字調整(zheng)，同(tong)樣(yang)能達到非常高的(de)調整(zheng)精度(du)。
開(kai)關(guan)電源的主要優點：
體積小、重量(liang)輕(體積和重量(liang)只有線性電源的20～30%)、效率高(一般為(wei)60～70%，而線性電源只有30～40%)、自身抗干擾性強、輸出電壓范圍寬、模塊(kuai)化。
開關電源的(de)主要缺點(dian)：
由于逆變電路(lu)中會產(chan)生高(gao)頻(pin)電壓，對(dui)周圍設備(bei)有(you)一定(ding)的干擾(rao)。需要良好的屏蔽及接地
開關(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)用(yong)通過電(dian)(dian)(dian)路(lu)控制(zhi)開關(guan)(guan)(guan)管進行(xing)高速的(de)(de)道通與截止.將直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)化(hua)為高頻率的(de)(de)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)提供(gong)給變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器進行(xing)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)，從而產生所需要(yao)(yao)的(de)(de)一組(zu)或多組(zu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)!轉(zhuan)華為高頻交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)原(yuan)因是(shi)高頻交(jiao)流(liu)在變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)路(lu)中的(de)(de)效率要(yao)(yao)比(bi)50Hz高很(hen)多.所以開關(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器可以做(zuo)的(de)(de)很(hen)小，而且工作時不是(shi)很(hen)熱!!成(cheng)本很(hen)低.如果不將50Hz變(bian)(bian)(bian)為高頻那開關(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)(jiu)沒有意義!!開關(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器也不神秘.就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)一個普通的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器!這(zhe)就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)開關(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源。
開關(guan)電(dian)源，是通過電(dian)子技術實現(xian)的，主要環節(jie)：整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)——逆變成所需電(dian)壓的交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(主要來調整(zheng)電(dian)壓)——再經過整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)壓輸出。
開關電(dian)源的(de)結構中由(you)于中間沒有(you)變壓器和散熱(re)(re)片，因而體(ti)積非常小。同時，開關電(dian)源內部都是電(dian)子元件，效率高、發(fa)熱(re)(re)小。雖然(ran)，具有(you)電(dian)磁(ci)干擾(rao)等缺點，但現在的(de)屏蔽技術(shu)已經非常到位。
開關電(dian)源大體可以分為隔(ge)離(li)(li)和非隔(ge)離(li)(li)兩種,隔(ge)離(li)(li)型的必定(ding)有(you)開關變壓(ya)器,而非隔(ge)離(li)(li)的未必一定(ding)有(you)。
簡單地說,開關(guan)電源的工作(zuo)原理是(shi):
1.交流電源(yuan)輸入(ru)經整流濾波(bo)成(cheng)直流;
2.通過高(gao)頻PWM(脈沖寬度調(diao)制)信號控制開關管(guan),將那個直流加到開關變(bian)壓器(qi)初級上;
3.開關變壓(ya)器次級感(gan)應出(chu)高頻(pin)電壓(ya),經整流(liu)濾波供給負載(zai);
4.輸(shu)出部分(fen)通過一(yi)定的(de)電路反饋給控(kong)制(zhi)電路,控(kong)制(zhi)PWM占(zhan)空比,以(yi)達到穩定輸(shu)出的(de)目的(de).
交流電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)輸入時一(yi)(yi)般要經過(guo)(guo)厄流圈(quan)一(yi)(yi)類的(de)(de)(de)(de)(de)東西,過(guo)(guo)濾掉電(dian)(dian)網(wang)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)擾,同(tong)時也過(guo)(guo)濾掉電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)對電(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)擾;在功率(lv)(lv)相(xiang)同(tong)時,開關(guan)頻率(lv)(lv)越高(gao),開關(guan)變壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)體積就越小,但對開關(guan)管的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)就越高(gao);開關(guan)變壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)次(ci)級(ji)可以(yi)(yi)有(you)多(duo)個(ge)繞組(zu)或一(yi)(yi)個(ge)繞組(zu)有(you)多(duo)個(ge)抽頭,以(yi)(yi)得(de)到需要的(de)(de)(de)(de)(de)輸出;一(yi)(yi)般還應該增(zeng)加一(yi)(yi)些保(bao)護電(dian)(dian)路(lu),比如空載、短路(lu)等保(bao)護,否則可能會燒毀開關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。
以上說的就是開關電源的大(da)致工作原理。
其(qi)實現在已經(jing)有(you)了集成度非(fei)常(chang)高的專用芯(xin)片,可以使(shi)外圍電(dian)路非(fei)常(chang)簡單,甚(shen)至(zhi)做(zuo)到免調試。
例如TOP系列的開關電源芯片(或稱模塊),只要配合一(yi)些阻容元件,和一(yi)個開關變(bian)壓(ya)器,就可以做成一(yi)個基(ji)本(ben)的開關電源。
開關電源&線性電源
開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源的主要工作(zuo)原(yuan)理就是上(shang)橋(qiao)和下(xia)橋(qiao)的Mos管輪流(liu)(liu)導通，首先(xian)電流(liu)(liu)通過上(shang)橋(qiao)Mos管流(liu)(liu)入，利用線(xian)圈的存儲(chu)功能(neng)，將電能(neng)集聚在線(xian)圈中，最后(hou)關(guan)(guan)閉上(shang)橋(qiao)Mos管，打(da)開(kai)(kai)下(xia)橋(qiao)的Mos管，線(xian)圈和電容(rong)持續給外部供電。然后(hou)又關(guan)(guan)閉下(xia)橋(qiao)Mos管，再打(da)開(kai)(kai)上(shang)橋(qiao)讓(rang)電流(liu)(liu)進(jin)(jin)入，就這樣重復(fu)進(jin)(jin)行，因為要輪流(liu)(liu)開(kai)(kai)關(guan)(guan)Mos管，所以稱為開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源。
而(er)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)就不一樣了，由(you)于沒有(you)開關介(jie)入(ru)，使得上水管一直在放水，如(ru)果有(you)多的(de)(de)，就會(hui)漏出來，這(zhe)就是我們經常看到的(de)(de)某些線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)Mos管發熱量(liang)很大，用(yong)不完(wan)的(de)(de)電(dian)能(neng)，全部轉換成(cheng)了熱能(neng)。從這(zhe)個角度來看，線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)轉換效率就非常低了，而(er)且(qie)熱量(liang)高的(de)(de)時候，元件的(de)(de)壽命勢必要下降，影響最終的(de)(de)使用(yong)效果 。
開關電源和線性(xing)電源的區別(bie)主(zhu)要是他們的工作方式。
線(xian)(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)功率器件工(gong)(gong)作在線(xian)(xian)性(xing)狀(zhuang)態，也(ye)(ye)就是說(shuo)他(ta)(ta)一用起來功率器件就是一直在工(gong)(gong)作，所(suo)以也(ye)(ye)就導致他(ta)(ta)的(de)工(gong)(gong)作效(xiao)率低(di)，一般在50%~60%，還得說(shuo)他(ta)(ta)是很好(hao)的(de)線(xian)(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)。線(xian)(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)的(de)工(gong)(gong)作方式，使他(ta)(ta)從(cong)高壓(ya)變低(di)壓(ya)必須(xu)有將壓(ya)裝置，一般的(de)都是變壓(ya)器，也(ye)(ye)有別(bie)的(de)像KX電(dian)(dian)源(yuan)，再經(jing)過整流輸出直流電(dian)(dian)壓(ya)。這樣一來他(ta)(ta)的(de)體積(ji)也(ye)(ye)就很大，笨重，效(xiao)率低(di)、發熱量也(ye)(ye)大。他(ta)(ta)也(ye)(ye)有他(ta)(ta)的(de)優點：紋波(bo)小，調整率好(hao)，對外(wai)干擾小。適合用與(yu)模擬電(dian)(dian)路，各(ge)類放(fang)大器等(deng)。
開(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。他(ta)的(de)功率(lv)器(qi)(qi)件工作在(zai)開(kai)關(guan)狀態，(一開(kai)一關(guan)，一開(kai)一關(guan)，頻率(lv)非(fei)常(chang)快，一般的(de)平板開(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)頻率(lv)在(zai)100~200KHz，模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)在(zai)300～500KHZ).這(zhe)樣他(ta)的(de)損耗(hao)就(jiu)小(xiao)，效(xiao)率(lv)也就(jiu)高，對變壓(ya)器(qi)(qi)也有了要求(qiu)，要用高磁導(dao)率(lv)的(de)材料來做.有點墨跡了，他(ta)的(de)變壓(ya)器(qi)(qi)就(jiu)是一個字小(xiao).效(xiao)率(lv)80%～90%吧.據說美國最好的(de)VICOR模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)高達99%.開(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)高體積小(xiao)，但是和(he)線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)比他(ta)的(de)紋(wen)波，電(dian)(dian)壓(ya)電(dian)(dian)流調整率(lv)就(jiu)有折扣了 。
線性電源，開關電源區(qu)別
線性電源的(de)調整管工作(zuo)在放大狀態，因而(er)(er)發熱(re)量(liang)大，效(xiao)率低(di)(35%左右)，需要加體積(ji)龐(pang)大的(de)散熱(re)片(pian)，而(er)(er)且還需要同樣(yang)也是大體積(ji)的(de)工頻變壓(ya)器，當要制作(zuo)多(duo)組電壓(ya)輸(shu)出(chu)時變壓(ya)器會(hui)更龐(pang)大。
開(kai)關電源(yuan)(yuan)的(de)調整(zheng)管工作(zuo)在(zai)飽和和截(jie)至狀態，因而(er)發熱(re)量小(xiao)，效率高(75%以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang))而(er)且省掉(diao)了大(da)體積(ji)的(de)變壓(ya)器。但開(kai)關電源(yuan)(yuan)輸出的(de)直流上(shang)(shang)面會(hui)疊加較大(da)的(de)紋波(bo)(bo)(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸出端并(bing)接穩壓(ya)二極管可以(yi)(yi)(yi)改善，另外由于開(kai)關管工作(zuo)是會(hui)產生(sheng)很(hen)大(da)的(de)尖峰脈沖干擾，也需要在(zai)電路(lu)中串連磁珠加以(yi)(yi)(yi)改善。相對而(er)言線(xian)性(xing)電源(yuan)(yuan)就沒有(you)以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)缺陷(xian)，它的(de)紋波(bo)(bo)可以(yi)(yi)(yi)做的(de)很(hen)小(xiao)(5mV以(yi)(yi)(yi)下)。
對(dui)于電(dian)源(yuan)效率和安裝體積有要求的(de)地(di)方用(yong)開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)為佳，對(dui)于電(dian)磁干擾和電(dian)源(yuan)純凈(jing)性有要求的(de)地(di)方(例如(ru)電(dian)容(rong)漏電(dian)檢測(ce))多選用(yong)線性電(dian)源(yuan)。另(ling)外當電(dian)路中需要作隔離(li)的(de)時候現在多數(shu)用(yong)DC-DC來(lai)(lai)做對(dui)隔離(li)部分供電(dian)(DC-DC從其工作原(yuan)理上來(lai)(lai)說(shuo)就(jiu)是開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan))。還有，開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)中用(yong)到的(de)高頻(pin)變(bian)壓器可能繞制起來(lai)(lai)比較(jiao)麻煩(fan)
開(kai)關電源和線性電源在(zai)內部結構上是(shi)(shi)完全(quan)不一(yi)(yi)樣的(de)，開(kai)關電源顧(gu)名(ming)思義有(you)(you)開(kai)關動(dong)作，它利用(yong)(yong)變(bian)占(zhan)空比或變(bian)頻(pin)的(de)方法(fa)實(shi)現不同的(de)電壓，實(shi)現較為復雜，最大的(de)優點(dian)是(shi)(shi)高效率(lv)，一(yi)(yi)般在(zai)90%以上，缺(que)點(dian)是(shi)(shi)文波和開(kai)關噪(zao)聲(sheng)較大，適用(yong)(yong)于對(dui)文波和噪(zao)聲(sheng)要求不高的(de)場(chang)合(he);而(er)線性電源沒有(you)(you)開(kai)關動(dong)作，屬于連(lian)續模(mo)擬(ni)控制，內部結構相對(dui)簡(jian)單，芯片面積也較小(xiao)，成本(ben)較低(di)，優點(dian)是(shi)(shi)成本(ben)低(di)，文波噪(zao)聲(sheng)小(xiao)，最大的(de)缺(que)點(dian)是(shi)(shi)效率(lv)低(di)。它們各有(you)(you)有(you)(you)缺(que)點(dian)在(zai)應用(yong)(yong)上互補共(gong)存!
一(yi)、線性電源的原理：
線性電(dian)(dian)源主要包(bao)括工(gong)頻變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)、輸出整流(liu)(liu)濾波器(qi)、控制電(dian)(dian)路(lu)(lu)、保護電(dian)(dian)路(lu)(lu)等(deng)。 線性電(dian)(dian)源是(shi)(shi)先將交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)經過變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，再經過整流(liu)(liu)電(dian)(dian)路(lu)(lu)整流(liu)(liu)濾波得(de)到(dao)(dao)未穩定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，要達(da)到(dao)(dao)高(gao)精度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，必須(xu)經過電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)反(fan)饋(kui)調整輸出電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)源技術(shu)很(hen)成熟，可以達(da)到(dao)(dao)很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定度，波紋也很(hen)小(xiao)，而(er)且(qie)沒有(you)開關電(dian)(dian)源具(ju)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)擾與噪音。但是(shi)(shi)它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺點是(shi)(shi)需(xu)要龐(pang)大而(er)笨(ben)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)，所需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濾波電(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體積和重(zhong)量也相當(dang)大，而(er)且(qie)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)反(fan)饋(kui)電(dian)(dian)路(lu)(lu)是(shi)(shi)工(gong)作在線性狀態，調整管上有(you)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)降，在輸出較大工(gong)作電(dian)(dian)流(liu)(liu)時，致使調整管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功耗太大，轉換(huan)效(xiao)率(lv)低，還(huan)要安(an)裝很(hen)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)散熱片(pian)。這種電(dian)(dian)源不適合計算機等(deng)設備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)要，將逐步被開關電(dian)(dian)源所取代。
二(er)、開關電源的原理：
開(kai)關電源主要包括輸入(ru)電網濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器、輸入(ru)整流濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器、逆(ni)變器、輸出(chu)整流濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器、控制(zhi)電路(lu)、保護電路(lu)。它們的功(gong)能是(shi)：
1、輸入(ru)電(dian)網濾波(bo)器：消除來自電(dian)網，如(ru)電(dian)動(dong)機(ji)的啟動(dong)、電(dian)器的開關、雷擊等產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的干擾，同(tong)時也防止開關電(dian)源產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的高(gao)頻噪聲向電(dian)網擴散(san)。
2、輸入整(zheng)流濾波器：將電網輸入電壓進行整(zheng)流濾波，為變換器提供直流電壓。
3、逆變器：是(shi)開關電源的(de)(de)關鍵(jian)部分。它(ta)把直流電壓變換(huan)成高(gao)頻交流電壓，并且起到(dao)將輸出部分與輸入電網(wang)隔離的(de)(de)作用。
4、輸出整(zheng)流(liu)濾(lv)波器：將變(bian)換(huan)器輸出的高頻交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)整(zheng)流(liu)濾(lv)波得到需(xu)要的直流(liu)電(dian)壓(ya)，同時還防止(zhi)高頻噪(zao)聲對負載(zai)的干擾。
5、控制(zhi)電(dian)路：檢測(ce)輸出(chu)直流(liu)電(dian)壓，并將其(qi)與基準電(dian)壓比較，進行放(fang)大。調制(zhi)振蕩器(qi)的(de)脈沖(chong)寬度，從而控制(zhi)變(bian)換器(qi)以保持(chi)輸出(chu)電(dian)壓的(de)穩定。
6、保(bao)護(hu)電(dian)(dian)路(lu)：當開關電(dian)(dian)源發生過(guo)(guo)電(dian)(dian)壓(ya)、過(guo)(guo)電(dian)(dian)流短路(lu)時，保(bao)護(hu)電(dian)(dian)路(lu)使開關電(dian)(dian)源停止工(gong)作(zuo)以保(bao)護(hu)負(fu)載和電(dian)(dian)源本身。
開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源是將交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)先(xian)整(zheng)流(liu)成直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在將直流(liu)逆變(bian)成交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在整(zheng)流(liu)輸出成所需要的(de)直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓。這(zhe)樣(yang)開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源省去下線性電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的(de)變(bian)壓器，以及電(dian)(dian)(dian)(dian)壓反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。而開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的(de)逆變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)完全是數字調整(zheng)，同(tong)樣(yang)能達到非常高的(de)調整(zheng)精度(du)。
開(kai)關(guan)電源的主要優點：
體積小、重量(liang)輕(體積和重量(liang)只有線性電源的20～30%)、效率高(一般為(wei)60～70%，而線性電源只有30～40%)、自身抗干擾性強、輸出電壓范圍寬、模塊(kuai)化。
開關電源的(de)主要缺點(dian)：
由于逆變電路(lu)中會產(chan)生高(gao)頻(pin)電壓，對(dui)周圍設備(bei)有(you)一定(ding)的干擾(rao)。需要良好的屏蔽及接地
開關(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)用(yong)通過電(dian)(dian)(dian)路(lu)控制(zhi)開關(guan)(guan)(guan)管進行(xing)高速的(de)(de)道通與截止.將直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)化(hua)為高頻率的(de)(de)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)提供(gong)給變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器進行(xing)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)，從而產生所需要(yao)(yao)的(de)(de)一組(zu)或多組(zu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)!轉(zhuan)華為高頻交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)原(yuan)因是(shi)高頻交(jiao)流(liu)在變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)路(lu)中的(de)(de)效率要(yao)(yao)比(bi)50Hz高很(hen)多.所以開關(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器可以做(zuo)的(de)(de)很(hen)小，而且工作時不是(shi)很(hen)熱!!成(cheng)本很(hen)低.如果不將50Hz變(bian)(bian)(bian)為高頻那開關(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)(jiu)沒有意義!!開關(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器也不神秘.就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)一個普通的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器!這(zhe)就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)開關(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源。
開關(guan)電(dian)源，是通過電(dian)子技術實現(xian)的，主要環節(jie)：整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)——逆變成所需電(dian)壓的交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(主要來調整(zheng)電(dian)壓)——再經過整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)壓輸出。
開關電(dian)源的(de)結構中由(you)于中間沒有(you)變壓器和散熱(re)(re)片，因而體(ti)積非常小。同時，開關電(dian)源內部都是電(dian)子元件，效率高、發(fa)熱(re)(re)小。雖然(ran)，具有(you)電(dian)磁(ci)干擾(rao)等缺點，但現在的(de)屏蔽技術(shu)已經非常到位。
開關電(dian)源大體可以分為隔(ge)離(li)(li)和非隔(ge)離(li)(li)兩種,隔(ge)離(li)(li)型的必定(ding)有(you)開關變壓(ya)器,而非隔(ge)離(li)(li)的未必一定(ding)有(you)。
簡單地說,開關(guan)電源的工作(zuo)原理是(shi):
1.交流電源(yuan)輸入(ru)經整流濾波(bo)成(cheng)直流;
2.通過高(gao)頻PWM(脈沖寬度調(diao)制)信號控制開關管(guan),將那個直流加到開關變(bian)壓器(qi)初級上;
3.開關變壓(ya)器次級感(gan)應出(chu)高頻(pin)電壓(ya),經整流(liu)濾波供給負載(zai);
4.輸(shu)出部分(fen)通過一(yi)定的(de)電路反饋給控(kong)制(zhi)電路,控(kong)制(zhi)PWM占(zhan)空比,以(yi)達到穩定輸(shu)出的(de)目的(de).
交流電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)輸入時一(yi)(yi)般要經過(guo)(guo)厄流圈(quan)一(yi)(yi)類的(de)(de)(de)(de)(de)東西,過(guo)(guo)濾掉電(dian)(dian)網(wang)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)擾,同(tong)時也過(guo)(guo)濾掉電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)對電(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)干(gan)擾;在功率(lv)(lv)相(xiang)同(tong)時,開關(guan)頻率(lv)(lv)越高(gao),開關(guan)變壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)體積就越小,但對開關(guan)管的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)就越高(gao);開關(guan)變壓器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)次(ci)級(ji)可以(yi)(yi)有(you)多(duo)個(ge)繞組(zu)或一(yi)(yi)個(ge)繞組(zu)有(you)多(duo)個(ge)抽頭,以(yi)(yi)得(de)到需要的(de)(de)(de)(de)(de)輸出;一(yi)(yi)般還應該增(zeng)加一(yi)(yi)些保(bao)護電(dian)(dian)路(lu),比如空載、短路(lu)等保(bao)護,否則可能會燒毀開關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。
以上說的就是開關電源的大(da)致工作原理。
其(qi)實現在已經(jing)有(you)了集成度非(fei)常(chang)高的專用芯(xin)片,可以使(shi)外圍電(dian)路非(fei)常(chang)簡單,甚(shen)至(zhi)做(zuo)到免調試。
例如TOP系列的開關電源芯片(或稱模塊),只要配合一(yi)些阻容元件,和一(yi)個開關變(bian)壓(ya)器,就可以做成一(yi)個基(ji)本(ben)的開關電源。
開關電源&線性電源
開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源的主要工作(zuo)原(yuan)理就是上(shang)橋(qiao)和下(xia)橋(qiao)的Mos管輪流(liu)(liu)導通，首先(xian)電流(liu)(liu)通過上(shang)橋(qiao)Mos管流(liu)(liu)入，利用線(xian)圈的存儲(chu)功能(neng)，將電能(neng)集聚在線(xian)圈中，最后(hou)關(guan)(guan)閉上(shang)橋(qiao)Mos管，打(da)開(kai)(kai)下(xia)橋(qiao)的Mos管，線(xian)圈和電容(rong)持續給外部供電。然后(hou)又關(guan)(guan)閉下(xia)橋(qiao)Mos管，再打(da)開(kai)(kai)上(shang)橋(qiao)讓(rang)電流(liu)(liu)進(jin)(jin)入，就這樣重復(fu)進(jin)(jin)行，因為要輪流(liu)(liu)開(kai)(kai)關(guan)(guan)Mos管，所以稱為開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源。
而(er)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)就不一樣了，由(you)于沒有(you)開關介(jie)入(ru)，使得上水管一直在放水，如(ru)果有(you)多的(de)(de)，就會(hui)漏出來，這(zhe)就是我們經常看到的(de)(de)某些線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)Mos管發熱量(liang)很大，用(yong)不完(wan)的(de)(de)電(dian)能(neng)，全部轉換成(cheng)了熱能(neng)。從這(zhe)個角度來看，線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)轉換效率就非常低了，而(er)且(qie)熱量(liang)高的(de)(de)時候，元件的(de)(de)壽命勢必要下降，影響最終的(de)(de)使用(yong)效果 。
開關電源和線性(xing)電源的區別(bie)主(zhu)要是他們的工作方式。
線(xian)(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)功率器件工(gong)(gong)作在線(xian)(xian)性(xing)狀(zhuang)態，也(ye)(ye)就是說(shuo)他(ta)(ta)一用起來功率器件就是一直在工(gong)(gong)作，所(suo)以也(ye)(ye)就導致他(ta)(ta)的(de)工(gong)(gong)作效(xiao)率低(di)，一般在50%~60%，還得說(shuo)他(ta)(ta)是很好(hao)的(de)線(xian)(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)。線(xian)(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)的(de)工(gong)(gong)作方式，使他(ta)(ta)從(cong)高壓(ya)變低(di)壓(ya)必須(xu)有將壓(ya)裝置，一般的(de)都是變壓(ya)器，也(ye)(ye)有別(bie)的(de)像KX電(dian)(dian)源(yuan)，再經(jing)過整流輸出直流電(dian)(dian)壓(ya)。這樣一來他(ta)(ta)的(de)體積(ji)也(ye)(ye)就很大，笨重，效(xiao)率低(di)、發熱量也(ye)(ye)大。他(ta)(ta)也(ye)(ye)有他(ta)(ta)的(de)優點：紋波(bo)小，調整率好(hao)，對外(wai)干擾小。適合用與(yu)模擬電(dian)(dian)路，各(ge)類放(fang)大器等(deng)。
開(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。他(ta)的(de)功率(lv)器(qi)(qi)件工作在(zai)開(kai)關(guan)狀態，(一開(kai)一關(guan)，一開(kai)一關(guan)，頻率(lv)非(fei)常(chang)快，一般的(de)平板開(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)頻率(lv)在(zai)100~200KHz，模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)在(zai)300～500KHZ).這(zhe)樣他(ta)的(de)損耗(hao)就(jiu)小(xiao)，效(xiao)率(lv)也就(jiu)高，對變壓(ya)器(qi)(qi)也有了要求(qiu)，要用高磁導(dao)率(lv)的(de)材料來做.有點墨跡了，他(ta)的(de)變壓(ya)器(qi)(qi)就(jiu)是一個字小(xiao).效(xiao)率(lv)80%～90%吧.據說美國最好的(de)VICOR模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)高達99%.開(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)高體積小(xiao)，但是和(he)線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)比他(ta)的(de)紋(wen)波，電(dian)(dian)壓(ya)電(dian)(dian)流調整率(lv)就(jiu)有折扣了 。
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