線性電源和開關電源的優缺點
2019/6/28 10:29:32??????點擊：
都是直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian) 按(an)要求(qiu)不同使用(yong)不同 ,線性(xing)電(dian)(dian)源最好 他(ta)輸出的是線性(xing)直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian),可(ke)以用(yong)在要求(qiu)高的場合(he),開(kai)(kai)關電(dian)(dian)源次之(zhi),他(ta)是由很(hen)高的開(kai)(kai)關速度的變壓器(qi)和(he)開(kai)(kai)關管(guan),特點是重量(liang)小,容(rong)量(liang)大(da),輸出質(zhi)量(liang)高,相控電(dian)(dian)原用(yong)在要求(qiu)不高,電(dian)(dian)流特大(da)的場合(he)
線性電源(yuan)，開關電源(yuan)區別
線(xian)性電源的(de)調整管工作(zuo)(zuo)在放(fang)大(da)(da)狀態，因而(er)發熱(re)量大(da)(da)，效率低(35%左右)，需要(yao)加(jia)體(ti)積(ji)龐大(da)(da)的(de)散熱(re)片，而(er)且還需要(yao)同樣也是大(da)(da)體(ti)積(ji)的(de)工頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)，當要(yao)制(zhi)作(zuo)(zuo)多組電壓(ya)輸(shu)出時變(bian)壓(ya)器(qi)會更龐大(da)(da)。
開(kai)關電源的(de)(de)(de)(de)調整(zheng)管(guan)工作在(zai)飽和和截(jie)至(zhi)狀(zhuang)態，因(yin)而(er)發熱量小(xiao)，效率高(75%以(yi)(yi)上(shang))而(er)且省掉了大體積的(de)(de)(de)(de)變壓器。但(dan)開(kai)關電源輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)直流上(shang)面(mian)會疊加(jia)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)紋波(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸(shu)出(chu)端并接(jie)穩壓二極管(guan)可(ke)以(yi)(yi)改善(shan)，另外由于開(kai)關管(guan)工作是(shi)會產(chan)生很(hen)大的(de)(de)(de)(de)尖峰(feng)脈沖干擾，也需要在(zai)電路中串連(lian)磁珠加(jia)以(yi)(yi)改善(shan)。相對而(er)言(yan)線性電源就(jiu)沒有以(yi)(yi)上(shang)缺(que)陷(xian)，它的(de)(de)(de)(de)紋波可(ke)以(yi)(yi)做(zuo)的(de)(de)(de)(de)很(hen)小(xiao)(5mV以(yi)(yi)下)。
對(dui)(dui)(dui)于電(dian)(dian)(dian)源(yuan)效率和(he)安裝體積有要(yao)(yao)求的(de)(de)地方用開關(guan)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)為佳(jia)，對(dui)(dui)(dui)于電(dian)(dian)(dian)磁干擾和(he)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)純凈性有要(yao)(yao)求的(de)(de)地方(例如電(dian)(dian)(dian)容漏電(dian)(dian)(dian)檢(jian)測)多選用線性電(dian)(dian)(dian)源(yuan)。另外當電(dian)(dian)(dian)路中需要(yao)(yao)作隔離的(de)(de)時候現在多數用DC-DC來做對(dui)(dui)(dui)隔離部(bu)分供(gong)電(dian)(dian)(dian)(DC-DC從其工作原理上(shang)來說就是(shi)開關(guan)電(dian)(dian)(dian)源(yuan))。還有，開關(guan)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)中用到的(de)(de)高(gao)頻變壓(ya)器可能繞制(zhi)起來比(bi)較麻煩
開關(guan)電源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)線(xian)(xian)性電源(yuan)(yuan)(yuan)在內部(bu)結構上(shang)是(shi)(shi)(shi)完全不(bu)一樣的，開關(guan)電源(yuan)(yuan)(yuan)顧名思義有開關(guan)動作，它(ta)利(li)用變占空比或(huo)變頻的方法實現(xian)(xian)不(bu)同的電壓，實現(xian)(xian)較為復(fu)雜，最(zui)大(da)的優(you)點是(shi)(shi)(shi)高(gao)效率(lv)，一般在90%以上(shang)，缺點是(shi)(shi)(shi)文波和(he)開關(guan)噪聲(sheng)(sheng)較大(da)，適用于對文波和(he)噪聲(sheng)(sheng)要求不(bu)高(gao)的場合;而(er)線(xian)(xian)性電源(yuan)(yuan)(yuan)沒有開關(guan)動作，屬(shu)于連(lian)續模擬(ni)控制，內部(bu)結構相對簡(jian)單，芯片面積也(ye)較小，成本(ben)(ben)較低(di)，優(you)點是(shi)(shi)(shi)成本(ben)(ben)低(di)，文波噪聲(sheng)(sheng)小，最(zui)大(da)的缺點是(shi)(shi)(shi)效率(lv)低(di)。它(ta)們各有有缺點在應用上(shang)互補(bu)共存!
一、線性電源的原理(li)：
線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)主要包(bao)括工(gong)頻變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)、輸出(chu)整(zheng)流(liu)濾波(bo)器(qi)、控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、保護電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)等。 線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)是(shi)(shi)先(xian)將交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經(jing)過變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)，再經(jing)過整(zheng)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)整(zheng)流(liu)濾波(bo)得(de)到未穩定的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，要達到高精度的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，必(bi)須經(jing)過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋調(diao)整(zheng)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)技術很(hen)成熟，可以(yi)達到很(hen)高的(de)(de)(de)穩定度，波(bo)紋也(ye)很(hen)小(xiao)，而且沒有開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)具有的(de)(de)(de)干擾與噪(zao)音。但(dan)是(shi)(shi)它的(de)(de)(de)缺點是(shi)(shi)需(xu)(xu)要龐大(da)而笨(ben)重的(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)，所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容的(de)(de)(de)體積和重量也(ye)相當大(da)，而且電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)(shi)工(gong)作(zuo)在(zai)(zai)線性(xing)狀態，調(diao)整(zheng)管上有一(yi)定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)降，在(zai)(zai)輸出(chu)較大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)時，致(zhi)使調(diao)整(zheng)管的(de)(de)(de)功耗(hao)太大(da)，轉換效率低(di)，還要安裝很(hen)大(da)的(de)(de)(de)散熱片(pian)。這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)不適合計算機等設備的(de)(de)(de)需(xu)(xu)要，將逐(zhu)步(bu)被開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)所取代。
二、開(kai)關電(dian)源的(de)原(yuan)理(li)：
開(kai)關電(dian)(dian)源主(zhu)要包括輸(shu)入電(dian)(dian)網濾波(bo)器(qi)(qi)、輸(shu)入整流濾波(bo)器(qi)(qi)、逆變(bian)器(qi)(qi)、輸(shu)出整流濾波(bo)器(qi)(qi)、控(kong)制電(dian)(dian)路、保護電(dian)(dian)路。它們的功能是(shi)：
1、輸入電網濾波器：消除來自電網，如電動機的(de)啟動、電器的(de)開關、雷擊等(deng)產(chan)生(sheng)的(de)干擾，同(tong)時也(ye)防止開關電源產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)頻噪聲向電網擴散。
2、輸入(ru)整(zheng)流(liu)濾波器(qi)：將電網輸入(ru)電壓進(jin)行整(zheng)流(liu)濾波，為變(bian)換(huan)器(qi)提供直流(liu)電壓。
3、逆變器：是開關電(dian)(dian)源(yuan)的關鍵部分。它把直流(liu)電(dian)(dian)壓變換成高頻交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓，并且起(qi)到將輸出部分與輸入電(dian)(dian)網隔(ge)離的作用(yong)。
4、輸(shu)出整流濾(lv)波器(qi)：將(jiang)變(bian)換器(qi)輸(shu)出的高(gao)頻交流電壓(ya)整流濾(lv)波得到需要的直(zhi)流電壓(ya)，同時(shi)還防止高(gao)頻噪(zao)聲對負載的干擾(rao)。
5、控制電路：檢測輸出直流(liu)電壓(ya)，并將(jiang)其與基準電壓(ya)比較，進行放大(da)。調制振蕩器(qi)的脈(mo)沖寬度，從而控制變換(huan)器(qi)以(yi)保持輸出電壓(ya)的穩定。
6、保護電路：當開關(guan)電源(yuan)發生(sheng)過(guo)(guo)電壓、過(guo)(guo)電流短(duan)路時(shi)，保護電路使(shi)開關(guan)電源(yuan)停止(zhi)工作以(yi)保護負載(zai)和電源(yuan)本身。
開關(guan)(guan)電源是將交(jiao)流(liu)(liu)電先整(zheng)(zheng)流(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)電，在將直(zhi)流(liu)(liu)逆(ni)變(bian)成交(jiao)流(liu)(liu)電，在整(zheng)(zheng)流(liu)(liu)輸(shu)出(chu)成所需要的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電壓。這樣開關(guan)(guan)電源省去下線性電源中(zhong)的(de)(de)變(bian)壓器，以及電壓反饋電路。而(er)開關(guan)(guan)電源中(zhong)的(de)(de)逆(ni)變(bian)電路完(wan)全(quan)是數字調(diao)整(zheng)(zheng)，同樣能達到非常高的(de)(de)調(diao)整(zheng)(zheng)精度(du)。
開關電源的主要優點：
體(ti)積(ji)小、重(zhong)量輕(體(ti)積(ji)和(he)重(zhong)量只(zhi)有線性(xing)電源的(de)20～30%)、效(xiao)率高(一般為60～70%，而線性(xing)電源只(zhi)有30～40%)、自身(shen)抗干(gan)擾性(xing)強、輸出電壓(ya)范圍寬、模(mo)塊化。
開關電源的主(zhu)要缺(que)點：
由(you)于逆變電路(lu)中會產(chan)生(sheng)高(gao)頻電壓，對周圍(wei)設備有一(yi)定的(de)干擾。需要良好(hao)的(de)屏蔽及接地
開(kai)關電(dian)源就是用通過電(dian)路(lu)控(kong)制開(kai)關管進行高(gao)(gao)速的道通與截止.將(jiang)直流(liu)電(dian)轉(zhuan)化(hua)為(wei)(wei)高(gao)(gao)頻(pin)率的交流(liu)電(dian)提供給(gei)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)進行變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)，從而產生所需要的一組或多(duo)組電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)!轉(zhuan)華(hua)為(wei)(wei)高(gao)(gao)頻(pin)交流(liu)電(dian)的原因是高(gao)(gao)頻(pin)交流(liu)在變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)路(lu)中(zhong)的效(xiao)率要比(bi)50Hz高(gao)(gao)很多(duo).所以(yi)開(kai)關變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)可以(yi)做的很小，而且(qie)工作時(shi)不(bu)是很熱(re)!!成本很低(di).如果不(bu)將(jiang)50Hz變(bian)(bian)為(wei)(wei)高(gao)(gao)頻(pin)那(nei)開(kai)關電(dian)源就沒有意義!!開(kai)關變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)也不(bu)神(shen)秘(mi).就是一個普通的變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)!這(zhe)就是開(kai)關電(dian)源。
開關電源，是通過電子技術實現(xian)的，主(zhu)要(yao)環節：整(zheng)流(liu)成直流(liu)電——逆變(bian)成所需電壓(ya)的交流(liu)電(主(zhu)要(yao)來調整(zheng)電壓(ya))——再(zai)經過整(zheng)流(liu)成直流(liu)電壓(ya)輸(shu)出(chu)。
開關(guan)電(dian)源的結構(gou)中由于(yu)中間沒有變壓(ya)器(qi)和散熱片(pian)，因(yin)而體(ti)積(ji)非(fei)常小。同時(shi)，開關(guan)電(dian)源內部都是電(dian)子元件，效率高、發熱小。雖(sui)然，具有電(dian)磁干擾等缺點，但現在的屏蔽技(ji)術已經(jing)非(fei)常到位(wei)。
開關電源(yuan)大體可以分(fen)為隔離和非隔離兩種(zhong),隔離型的必定(ding)有開關變壓器,而非隔離的未必一定(ding)有。
簡單地說,開關電(dian)源的工(gong)作原理(li)是:
1.交流電源輸入經整流濾波(bo)成直流;
2.通過高頻PWM(脈(mo)沖(chong)寬度(du)調制)信號控(kong)制開關管,將那個直(zhi)流加到開關變(bian)壓器(qi)初級上;
3.開(kai)關變壓器次級感應出(chu)高頻電壓,經(jing)整流濾波供(gong)給負載;
4.輸出部(bu)分通過一定的電路(lu)反饋給控(kong)制電路(lu),控(kong)制PWM占空比,以達到穩定輸出的目的.
交流電(dian)源(yuan)輸入(ru)時一般要經過(guo)厄流圈一類的東西,過(guo)濾掉電(dian)網上的干擾,同(tong)時也過(guo)濾掉電(dian)源(yuan)對電(dian)網的干擾;在功率(lv)相同(tong)時,開(kai)關(guan)(guan)頻率(lv)越高,開(kai)關(guan)(guan)變壓器的體(ti)積就越小,但對開(kai)關(guan)(guan)管(guan)的要求就越高;開(kai)關(guan)(guan)變壓器的次級(ji)可以有(you)多個繞(rao)組或(huo)一個繞(rao)組有(you)多個抽頭(tou),以得到需要的輸出;一般還應該增(zeng)加(jia)一些保(bao)護電(dian)路,比(bi)如空載、短路等(deng)保(bao)護,否則可能會燒毀(hui)開(kai)關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)。
以(yi)上說(shuo)的就是(shi)開(kai)關電源的大致工作(zuo)原(yuan)理(li)。
其實現(xian)在已(yi)經有(you)了集(ji)成度(du)非(fei)(fei)常(chang)高的專用芯片,可(ke)以(yi)使外(wai)圍(wei)電(dian)路非(fei)(fei)常(chang)簡單(dan),甚至做到免調試(shi)。
例如TOP系列的(de)開(kai)關電源芯片(或稱模塊),只要配合一(yi)(yi)(yi)些阻容元件(jian),和(he)一(yi)(yi)(yi)個開(kai)關變壓器,就可以做成一(yi)(yi)(yi)個基本的(de)開(kai)關電源。
開(kai)關電(dian)源&線性電(dian)源
開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)主要(yao)工作原(yuan)理(li)就是上(shang)橋(qiao)(qiao)和下橋(qiao)(qiao)的(de)Mos管(guan)(guan)輪流(liu)導通(tong)，首先電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)上(shang)橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)流(liu)入，利用線(xian)圈(quan)的(de)存儲功能(neng)，將電(dian)能(neng)集聚(ju)在(zai)線(xian)圈(quan)中，最后關(guan)閉(bi)上(shang)橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，打開(kai)下橋(qiao)(qiao)的(de)Mos管(guan)(guan)，線(xian)圈(quan)和電(dian)容持續給外部供電(dian)。然(ran)后又關(guan)閉(bi)下橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，再打開(kai)上(shang)橋(qiao)(qiao)讓電(dian)流(liu)進入，就這樣重復進行，因為要(yao)輪流(liu)開(kai)關(guan)Mos管(guan)(guan)，所以(yi)稱為開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。
而線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源就不一(yi)樣了(le)，由于沒有(you)開關介入，使(shi)得上(shang)水(shui)(shui)管一(yi)直在放水(shui)(shui)，如果(guo)有(you)多的(de)，就會漏出(chu)來，這(zhe)就是我們(men)經常(chang)看(kan)到的(de)某些線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源的(de)Mos管發熱(re)(re)量很大(da)，用不完的(de)電(dian)(dian)能，全部轉(zhuan)換成了(le)熱(re)(re)能。從這(zhe)個角度來看(kan)，線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源的(de)轉(zhuan)換效率就非常(chang)低了(le)，而且熱(re)(re)量高的(de)時候，元件的(de)壽命勢必要(yao)下降(jiang)，影響最(zui)終的(de)使(shi)用效果(guo) 。
開(kai)關電源(yuan)和線性電源(yuan)的(de)區別主(zhu)要是他們(men)的(de)工作方式。
線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)功(gong)率器(qi)件工作(zuo)在線(xian)性(xing)狀態，也(ye)就是說他一(yi)(yi)用起來(lai)(lai)功(gong)率器(qi)件就是一(yi)(yi)直(zhi)在工作(zuo)，所(suo)以也(ye)就導(dao)致他的(de)(de)(de)工作(zuo)效(xiao)率低，一(yi)(yi)般(ban)(ban)在50%~60%，還得說他是很好的(de)(de)(de)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)。線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)工作(zuo)方(fang)式(shi)，使他從高(gao)壓(ya)變低壓(ya)必須(xu)有將壓(ya)裝置，一(yi)(yi)般(ban)(ban)的(de)(de)(de)都是變壓(ya)器(qi)，也(ye)有別的(de)(de)(de)像KX電(dian)源(yuan)，再(zai)經過整流輸出直(zhi)流電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)(yi)來(lai)(lai)他的(de)(de)(de)體積也(ye)就很大，笨重，效(xiao)率低、發熱量也(ye)大。他也(ye)有他的(de)(de)(de)優(you)點：紋波小，調整率好，對外干擾小。適合用與模擬(ni)電(dian)路(lu)，各類(lei)放大器(qi)等。
開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。他(ta)的(de)功率(lv)器件工作(zuo)在開(kai)(kai)(kai)關(guan)狀態(tai)，(一(yi)(yi)開(kai)(kai)(kai)一(yi)(yi)關(guan)，一(yi)(yi)開(kai)(kai)(kai)一(yi)(yi)關(guan)，頻率(lv)非(fei)常快，一(yi)(yi)般(ban)的(de)平板開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)頻率(lv)在100~200KHz，模塊電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)在300～500KHZ).這樣他(ta)的(de)損耗(hao)就(jiu)小，效率(lv)也(ye)就(jiu)高(gao)(gao)，對變壓器也(ye)有(you)了(le)要求，要用高(gao)(gao)磁導率(lv)的(de)材料來做.有(you)點(dian)墨跡了(le)，他(ta)的(de)變壓器就(jiu)是一(yi)(yi)個字(zi)小.效率(lv)80%～90%吧.據說美國最好的(de)VICOR模塊高(gao)(gao)達99%.開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)效率(lv)高(gao)(gao)體積小，但是和線性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)比他(ta)的(de)紋波(bo)，電(dian)(dian)壓電(dian)(dian)流調整率(lv)就(jiu)有(you)折扣(kou)了(le) 。
線性電源(yuan)，開關電源(yuan)區別
線(xian)性電源的(de)調整管工作(zuo)(zuo)在放(fang)大(da)(da)狀態，因而(er)發熱(re)量大(da)(da)，效率低(35%左右)，需要(yao)加(jia)體(ti)積(ji)龐大(da)(da)的(de)散熱(re)片，而(er)且還需要(yao)同樣也是大(da)(da)體(ti)積(ji)的(de)工頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)，當要(yao)制(zhi)作(zuo)(zuo)多組電壓(ya)輸(shu)出時變(bian)壓(ya)器(qi)會更龐大(da)(da)。
開(kai)關電源的(de)(de)(de)(de)調整(zheng)管(guan)工作在(zai)飽和和截(jie)至(zhi)狀(zhuang)態，因(yin)而(er)發熱量小(xiao)，效率高(75%以(yi)(yi)上(shang))而(er)且省掉了大體積的(de)(de)(de)(de)變壓器。但(dan)開(kai)關電源輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)直流上(shang)面(mian)會疊加(jia)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)紋波(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸(shu)出(chu)端并接(jie)穩壓二極管(guan)可(ke)以(yi)(yi)改善(shan)，另外由于開(kai)關管(guan)工作是(shi)會產(chan)生很(hen)大的(de)(de)(de)(de)尖峰(feng)脈沖干擾，也需要在(zai)電路中串連(lian)磁珠加(jia)以(yi)(yi)改善(shan)。相對而(er)言(yan)線性電源就(jiu)沒有以(yi)(yi)上(shang)缺(que)陷(xian)，它的(de)(de)(de)(de)紋波可(ke)以(yi)(yi)做(zuo)的(de)(de)(de)(de)很(hen)小(xiao)(5mV以(yi)(yi)下)。
對(dui)(dui)(dui)于電(dian)(dian)(dian)源(yuan)效率和(he)安裝體積有要(yao)(yao)求的(de)(de)地方用開關(guan)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)為佳(jia)，對(dui)(dui)(dui)于電(dian)(dian)(dian)磁干擾和(he)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)純凈性有要(yao)(yao)求的(de)(de)地方(例如電(dian)(dian)(dian)容漏電(dian)(dian)(dian)檢(jian)測)多選用線性電(dian)(dian)(dian)源(yuan)。另外當電(dian)(dian)(dian)路中需要(yao)(yao)作隔離的(de)(de)時候現在多數用DC-DC來做對(dui)(dui)(dui)隔離部(bu)分供(gong)電(dian)(dian)(dian)(DC-DC從其工作原理上(shang)來說就是(shi)開關(guan)電(dian)(dian)(dian)源(yuan))。還有，開關(guan)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)中用到的(de)(de)高(gao)頻變壓(ya)器可能繞制(zhi)起來比(bi)較麻煩
開關(guan)電源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)線(xian)(xian)性電源(yuan)(yuan)(yuan)在內部(bu)結構上(shang)是(shi)(shi)(shi)完全不(bu)一樣的，開關(guan)電源(yuan)(yuan)(yuan)顧名思義有開關(guan)動作，它(ta)利(li)用變占空比或(huo)變頻的方法實現(xian)(xian)不(bu)同的電壓，實現(xian)(xian)較為復(fu)雜，最(zui)大(da)的優(you)點是(shi)(shi)(shi)高(gao)效率(lv)，一般在90%以上(shang)，缺點是(shi)(shi)(shi)文波和(he)開關(guan)噪聲(sheng)(sheng)較大(da)，適用于對文波和(he)噪聲(sheng)(sheng)要求不(bu)高(gao)的場合;而(er)線(xian)(xian)性電源(yuan)(yuan)(yuan)沒有開關(guan)動作，屬(shu)于連(lian)續模擬(ni)控制，內部(bu)結構相對簡(jian)單，芯片面積也(ye)較小，成本(ben)(ben)較低(di)，優(you)點是(shi)(shi)(shi)成本(ben)(ben)低(di)，文波噪聲(sheng)(sheng)小，最(zui)大(da)的缺點是(shi)(shi)(shi)效率(lv)低(di)。它(ta)們各有有缺點在應用上(shang)互補(bu)共存!
一、線性電源的原理(li)：
線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)主要包(bao)括工(gong)頻變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)、輸出(chu)整(zheng)流(liu)濾波(bo)器(qi)、控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、保護電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)等。 線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)是(shi)(shi)先(xian)將交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經(jing)過變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)，再經(jing)過整(zheng)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)整(zheng)流(liu)濾波(bo)得(de)到未穩定的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，要達到高精度的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，必(bi)須經(jing)過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋調(diao)整(zheng)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)技術很(hen)成熟，可以(yi)達到很(hen)高的(de)(de)(de)穩定度，波(bo)紋也(ye)很(hen)小(xiao)，而且沒有開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)具有的(de)(de)(de)干擾與噪(zao)音。但(dan)是(shi)(shi)它的(de)(de)(de)缺點是(shi)(shi)需(xu)(xu)要龐大(da)而笨(ben)重的(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)，所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容的(de)(de)(de)體積和重量也(ye)相當大(da)，而且電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)(shi)工(gong)作(zuo)在(zai)(zai)線性(xing)狀態，調(diao)整(zheng)管上有一(yi)定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)降，在(zai)(zai)輸出(chu)較大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)時，致(zhi)使調(diao)整(zheng)管的(de)(de)(de)功耗(hao)太大(da)，轉換效率低(di)，還要安裝很(hen)大(da)的(de)(de)(de)散熱片(pian)。這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)不適合計算機等設備的(de)(de)(de)需(xu)(xu)要，將逐(zhu)步(bu)被開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)所取代。
二、開(kai)關電(dian)源的(de)原(yuan)理(li)：
開(kai)關電(dian)(dian)源主(zhu)要包括輸(shu)入電(dian)(dian)網濾波(bo)器(qi)(qi)、輸(shu)入整流濾波(bo)器(qi)(qi)、逆變(bian)器(qi)(qi)、輸(shu)出整流濾波(bo)器(qi)(qi)、控(kong)制電(dian)(dian)路、保護電(dian)(dian)路。它們的功能是(shi)：
1、輸入電網濾波器：消除來自電網，如電動機的(de)啟動、電器的(de)開關、雷擊等(deng)產(chan)生(sheng)的(de)干擾，同(tong)時也(ye)防止開關電源產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)頻噪聲向電網擴散。
2、輸入(ru)整(zheng)流(liu)濾波器(qi)：將電網輸入(ru)電壓進(jin)行整(zheng)流(liu)濾波，為變(bian)換(huan)器(qi)提供直流(liu)電壓。
3、逆變器：是開關電(dian)(dian)源(yuan)的關鍵部分。它把直流(liu)電(dian)(dian)壓變換成高頻交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓，并且起(qi)到將輸出部分與輸入電(dian)(dian)網隔(ge)離的作用(yong)。
4、輸(shu)出整流濾(lv)波器(qi)：將(jiang)變(bian)換器(qi)輸(shu)出的高(gao)頻交流電壓(ya)整流濾(lv)波得到需要的直(zhi)流電壓(ya)，同時(shi)還防止高(gao)頻噪(zao)聲對負載的干擾(rao)。
5、控制電路：檢測輸出直流(liu)電壓(ya)，并將(jiang)其與基準電壓(ya)比較，進行放大(da)。調制振蕩器(qi)的脈(mo)沖寬度，從而控制變換(huan)器(qi)以(yi)保持輸出電壓(ya)的穩定。
6、保護電路：當開關(guan)電源(yuan)發生(sheng)過(guo)(guo)電壓、過(guo)(guo)電流短(duan)路時(shi)，保護電路使(shi)開關(guan)電源(yuan)停止(zhi)工作以(yi)保護負載(zai)和電源(yuan)本身。
開關(guan)(guan)電源是將交(jiao)流(liu)(liu)電先整(zheng)(zheng)流(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)電，在將直(zhi)流(liu)(liu)逆(ni)變(bian)成交(jiao)流(liu)(liu)電，在整(zheng)(zheng)流(liu)(liu)輸(shu)出(chu)成所需要的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電壓。這樣開關(guan)(guan)電源省去下線性電源中(zhong)的(de)(de)變(bian)壓器，以及電壓反饋電路。而(er)開關(guan)(guan)電源中(zhong)的(de)(de)逆(ni)變(bian)電路完(wan)全(quan)是數字調(diao)整(zheng)(zheng)，同樣能達到非常高的(de)(de)調(diao)整(zheng)(zheng)精度(du)。
開關電源的主要優點：
體(ti)積(ji)小、重(zhong)量輕(體(ti)積(ji)和(he)重(zhong)量只(zhi)有線性(xing)電源的(de)20～30%)、效(xiao)率高(一般為60～70%，而線性(xing)電源只(zhi)有30～40%)、自身(shen)抗干(gan)擾性(xing)強、輸出電壓(ya)范圍寬、模(mo)塊化。
開關電源的主(zhu)要缺(que)點：
由(you)于逆變電路(lu)中會產(chan)生(sheng)高(gao)頻電壓，對周圍(wei)設備有一(yi)定的(de)干擾。需要良好(hao)的(de)屏蔽及接地
開(kai)關電(dian)源就是用通過電(dian)路(lu)控(kong)制開(kai)關管進行高(gao)(gao)速的道通與截止.將(jiang)直流(liu)電(dian)轉(zhuan)化(hua)為(wei)(wei)高(gao)(gao)頻(pin)率的交流(liu)電(dian)提供給(gei)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)進行變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)，從而產生所需要的一組或多(duo)組電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)!轉(zhuan)華(hua)為(wei)(wei)高(gao)(gao)頻(pin)交流(liu)電(dian)的原因是高(gao)(gao)頻(pin)交流(liu)在變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)路(lu)中(zhong)的效(xiao)率要比(bi)50Hz高(gao)(gao)很多(duo).所以(yi)開(kai)關變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)可以(yi)做的很小，而且(qie)工作時(shi)不(bu)是很熱(re)!!成本很低(di).如果不(bu)將(jiang)50Hz變(bian)(bian)為(wei)(wei)高(gao)(gao)頻(pin)那(nei)開(kai)關電(dian)源就沒有意義!!開(kai)關變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)也不(bu)神(shen)秘(mi).就是一個普通的變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)!這(zhe)就是開(kai)關電(dian)源。
開關電源，是通過電子技術實現(xian)的，主(zhu)要(yao)環節：整(zheng)流(liu)成直流(liu)電——逆變(bian)成所需電壓(ya)的交流(liu)電(主(zhu)要(yao)來調整(zheng)電壓(ya))——再(zai)經過整(zheng)流(liu)成直流(liu)電壓(ya)輸(shu)出(chu)。
開關(guan)電(dian)源的結構(gou)中由于(yu)中間沒有變壓(ya)器(qi)和散熱片(pian)，因(yin)而體(ti)積(ji)非(fei)常小。同時(shi)，開關(guan)電(dian)源內部都是電(dian)子元件，效率高、發熱小。雖(sui)然，具有電(dian)磁干擾等缺點，但現在的屏蔽技(ji)術已經(jing)非(fei)常到位(wei)。
開關電源(yuan)大體可以分(fen)為隔離和非隔離兩種(zhong),隔離型的必定(ding)有開關變壓器,而非隔離的未必一定(ding)有。
簡單地說,開關電(dian)源的工(gong)作原理(li)是:
1.交流電源輸入經整流濾波(bo)成直流;
2.通過高頻PWM(脈(mo)沖(chong)寬度(du)調制)信號控(kong)制開關管,將那個直(zhi)流加到開關變(bian)壓器(qi)初級上;
3.開(kai)關變壓器次級感應出(chu)高頻電壓,經(jing)整流濾波供(gong)給負載;
4.輸出部(bu)分通過一定的電路(lu)反饋給控(kong)制電路(lu),控(kong)制PWM占空比,以達到穩定輸出的目的.
交流電(dian)源(yuan)輸入(ru)時一般要經過(guo)厄流圈一類的東西,過(guo)濾掉電(dian)網上的干擾,同(tong)時也過(guo)濾掉電(dian)源(yuan)對電(dian)網的干擾;在功率(lv)相同(tong)時,開(kai)關(guan)(guan)頻率(lv)越高,開(kai)關(guan)(guan)變壓器的體(ti)積就越小,但對開(kai)關(guan)(guan)管(guan)的要求就越高;開(kai)關(guan)(guan)變壓器的次級(ji)可以有(you)多個繞(rao)組或(huo)一個繞(rao)組有(you)多個抽頭(tou),以得到需要的輸出;一般還應該增(zeng)加(jia)一些保(bao)護電(dian)路,比(bi)如空載、短路等(deng)保(bao)護,否則可能會燒毀(hui)開(kai)關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)。
以(yi)上說(shuo)的就是(shi)開(kai)關電源的大致工作(zuo)原(yuan)理(li)。
其實現(xian)在已(yi)經有(you)了集(ji)成度(du)非(fei)(fei)常(chang)高的專用芯片,可(ke)以(yi)使外(wai)圍(wei)電(dian)路非(fei)(fei)常(chang)簡單(dan),甚至做到免調試(shi)。
例如TOP系列的(de)開(kai)關電源芯片(或稱模塊),只要配合一(yi)(yi)(yi)些阻容元件(jian),和(he)一(yi)(yi)(yi)個開(kai)關變壓器,就可以做成一(yi)(yi)(yi)個基本的(de)開(kai)關電源。
開(kai)關電(dian)源&線性電(dian)源
開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)主要(yao)工作原(yuan)理(li)就是上(shang)橋(qiao)(qiao)和下橋(qiao)(qiao)的(de)Mos管(guan)(guan)輪流(liu)導通(tong)，首先電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)上(shang)橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)流(liu)入，利用線(xian)圈(quan)的(de)存儲功能(neng)，將電(dian)能(neng)集聚(ju)在(zai)線(xian)圈(quan)中，最后關(guan)閉(bi)上(shang)橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，打開(kai)下橋(qiao)(qiao)的(de)Mos管(guan)(guan)，線(xian)圈(quan)和電(dian)容持續給外部供電(dian)。然(ran)后又關(guan)閉(bi)下橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，再打開(kai)上(shang)橋(qiao)(qiao)讓電(dian)流(liu)進入，就這樣重復進行，因為要(yao)輪流(liu)開(kai)關(guan)Mos管(guan)(guan)，所以(yi)稱為開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。
而線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源就不一(yi)樣了(le)，由于沒有(you)開關介入，使(shi)得上(shang)水(shui)(shui)管一(yi)直在放水(shui)(shui)，如果(guo)有(you)多的(de)，就會漏出(chu)來，這(zhe)就是我們(men)經常(chang)看(kan)到的(de)某些線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源的(de)Mos管發熱(re)(re)量很大(da)，用不完的(de)電(dian)(dian)能，全部轉(zhuan)換成了(le)熱(re)(re)能。從這(zhe)個角度來看(kan)，線(xian)性(xing)電(dian)(dian)源的(de)轉(zhuan)換效率就非常(chang)低了(le)，而且熱(re)(re)量高的(de)時候，元件的(de)壽命勢必要(yao)下降(jiang)，影響最(zui)終的(de)使(shi)用效果(guo) 。
開(kai)關電源(yuan)和線性電源(yuan)的(de)區別主(zhu)要是他們(men)的(de)工作方式。
線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)功(gong)率器(qi)件工作(zuo)在線(xian)性(xing)狀態，也(ye)就是說他一(yi)(yi)用起來(lai)(lai)功(gong)率器(qi)件就是一(yi)(yi)直(zhi)在工作(zuo)，所(suo)以也(ye)就導(dao)致他的(de)(de)(de)工作(zuo)效(xiao)率低，一(yi)(yi)般(ban)(ban)在50%~60%，還得說他是很好的(de)(de)(de)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)。線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)工作(zuo)方(fang)式(shi)，使他從高(gao)壓(ya)變低壓(ya)必須(xu)有將壓(ya)裝置，一(yi)(yi)般(ban)(ban)的(de)(de)(de)都是變壓(ya)器(qi)，也(ye)有別的(de)(de)(de)像KX電(dian)源(yuan)，再(zai)經過整流輸出直(zhi)流電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)(yi)來(lai)(lai)他的(de)(de)(de)體積也(ye)就很大，笨重，效(xiao)率低、發熱量也(ye)大。他也(ye)有他的(de)(de)(de)優(you)點：紋波小，調整率好，對外干擾小。適合用與模擬(ni)電(dian)路(lu)，各類(lei)放大器(qi)等。
開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。他(ta)的(de)功率(lv)器件工作(zuo)在開(kai)(kai)(kai)關(guan)狀態(tai)，(一(yi)(yi)開(kai)(kai)(kai)一(yi)(yi)關(guan)，一(yi)(yi)開(kai)(kai)(kai)一(yi)(yi)關(guan)，頻率(lv)非(fei)常快，一(yi)(yi)般(ban)的(de)平板開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)頻率(lv)在100~200KHz，模塊電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)在300～500KHZ).這樣他(ta)的(de)損耗(hao)就(jiu)小，效率(lv)也(ye)就(jiu)高(gao)(gao)，對變壓器也(ye)有(you)了(le)要求，要用高(gao)(gao)磁導率(lv)的(de)材料來做.有(you)點(dian)墨跡了(le)，他(ta)的(de)變壓器就(jiu)是一(yi)(yi)個字(zi)小.效率(lv)80%～90%吧.據說美國最好的(de)VICOR模塊高(gao)(gao)達99%.開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)效率(lv)高(gao)(gao)體積小，但是和線性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)比他(ta)的(de)紋波(bo)，電(dian)(dian)壓電(dian)(dian)流調整率(lv)就(jiu)有(you)折扣(kou)了(le) 。
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