線性電源和開關電源的優缺點
2019/6/28 10:29:32??????點擊：
都是直流電 按要(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)同使用(yong)不(bu)同 ,線性(xing)電源(yuan)最(zui)好 他輸(shu)出(chu)的是線性(xing)直流電,可以(yi)用(yong)在要(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)的場合,開關(guan)電源(yuan)次之,他是由(you)很高(gao)的開關(guan)速度的變壓器(qi)和開關(guan)管,特點是重量(liang)(liang)小,容量(liang)(liang)大,輸(shu)出(chu)質量(liang)(liang)高(gao),相控電原用(yong)在要(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)高(gao),電流特大的場合
線(xian)性電源，開關電源區別
線(xian)性電(dian)源的(de)(de)調整管(guan)工作(zuo)在放(fang)大狀態(tai)，因而發熱量大，效率(lv)低(35%左右(you))，需要(yao)加體積(ji)龐(pang)大的(de)(de)散熱片，而且還需要(yao)同樣也是大體積(ji)的(de)(de)工頻(pin)變壓器，當要(yao)制作(zuo)多組(zu)電(dian)壓輸出時變壓器會更龐(pang)大。
開關(guan)電(dian)源的(de)調整管工(gong)作在(zai)飽和和截至狀態(tai)，因而(er)發熱量小(xiao)，效率高(75%以(yi)上(shang))而(er)且省掉了大(da)體積(ji)的(de)變壓器。但開關(guan)電(dian)源輸出(chu)的(de)直流上(shang)面會疊加較大(da)的(de)紋波(bo)(bo)(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸出(chu)端并接穩壓二極管可以(yi)改善(shan)，另外(wai)由于開關(guan)管工(gong)作是會產生(sheng)很(hen)大(da)的(de)尖峰脈沖干擾，也需(xu)要在(zai)電(dian)路中(zhong)串連磁珠加以(yi)改善(shan)。相對而(er)言線性電(dian)源就沒有以(yi)上(shang)缺陷，它的(de)紋波(bo)(bo)可以(yi)做的(de)很(hen)小(xiao)(5mV以(yi)下(xia))。
對于電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)效率和(he)安裝體積有(you)要(yao)(yao)求的地(di)方用開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)為(wei)佳，對于電(dian)(dian)(dian)磁干(gan)擾(rao)和(he)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)純(chun)凈性(xing)有(you)要(yao)(yao)求的地(di)方(例如電(dian)(dian)(dian)容漏電(dian)(dian)(dian)檢測)多選用線性(xing)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。另外當(dang)電(dian)(dian)(dian)路中(zhong)需要(yao)(yao)作隔離(li)的時(shi)候現在多數用DC-DC來(lai)做對隔離(li)部分供(gong)電(dian)(dian)(dian)(DC-DC從其工作原理上來(lai)說就是(shi)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan))。還有(you)，開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)中(zhong)用到的高頻變壓(ya)器可(ke)能繞(rao)制起來(lai)比較麻煩
開(kai)關電(dian)源(yuan)和(he)線性電(dian)源(yuan)在內部(bu)結構上(shang)是(shi)完全(quan)不(bu)(bu)一樣的(de)，開(kai)關電(dian)源(yuan)顧名思義有開(kai)關動(dong)作，它利(li)用(yong)變占空比或變頻的(de)方法(fa)實(shi)現不(bu)(bu)同的(de)電(dian)壓(ya)，實(shi)現較為(wei)復(fu)雜，最(zui)大(da)的(de)優點(dian)(dian)是(shi)高效率(lv)，一般(ban)在90%以上(shang)，缺(que)點(dian)(dian)是(shi)文波(bo)和(he)開(kai)關噪聲較大(da)，適用(yong)于(yu)對文波(bo)和(he)噪聲要求不(bu)(bu)高的(de)場合;而(er)線性電(dian)源(yuan)沒有開(kai)關動(dong)作，屬于(yu)連續模擬控制，內部(bu)結構相(xiang)對簡單，芯片面積也較小，成(cheng)本較低，優點(dian)(dian)是(shi)成(cheng)本低，文波(bo)噪聲小，最(zui)大(da)的(de)缺(que)點(dian)(dian)是(shi)效率(lv)低。它們(men)各有有缺(que)點(dian)(dian)在應用(yong)上(shang)互補共存!
一(yi)、線性電源的(de)原(yuan)理：
線(xian)性電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)主(zhu)要包括工頻變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)、輸(shu)(shu)出(chu)整(zheng)流(liu)(liu)濾(lv)波(bo)器(qi)、控制電(dian)(dian)(dian)路(lu)、保護電(dian)(dian)(dian)路(lu)等(deng)(deng)。 線(xian)性電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)是(shi)先將(jiang)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)經過(guo)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)，再經過(guo)整(zheng)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)路(lu)整(zheng)流(liu)(liu)濾(lv)波(bo)得到未穩定的(de)(de)(de)(de)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，要達到高精度的(de)(de)(de)(de)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，必須經過(guo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋調整(zheng)輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)技(ji)術很(hen)成熟，可(ke)以達到很(hen)高的(de)(de)(de)(de)穩定度，波(bo)紋(wen)也很(hen)小，而(er)(er)(er)且(qie)沒有(you)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)具有(you)的(de)(de)(de)(de)干(gan)擾與噪(zao)音。但是(shi)它的(de)(de)(de)(de)缺(que)點是(shi)需(xu)要龐(pang)大而(er)(er)(er)笨重的(de)(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)，所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)濾(lv)波(bo)電(dian)(dian)(dian)容的(de)(de)(de)(de)體(ti)積和重量也相當大，而(er)(er)(er)且(qie)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)工作在線(xian)性狀態，調整(zheng)管上有(you)一定的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)降，在輸(shu)(shu)出(chu)較(jiao)大工作電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)時(shi)，致使(shi)調整(zheng)管的(de)(de)(de)(de)功耗太大，轉換效率(lv)低(di)，還要安裝很(hen)大的(de)(de)(de)(de)散熱片。這種電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)不適合計算機等(deng)(deng)設(she)備的(de)(de)(de)(de)需(xu)要，將(jiang)逐(zhu)步被(bei)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)所(suo)(suo)取代(dai)。
二、開關電源的原理：
開關電(dian)(dian)源主要(yao)包括輸(shu)入電(dian)(dian)網濾(lv)波器、輸(shu)入整(zheng)流濾(lv)波器、逆(ni)變器、輸(shu)出整(zheng)流濾(lv)波器、控制(zhi)電(dian)(dian)路、保護電(dian)(dian)路。它們的功能(neng)是：
1、輸入電網濾波器：消除來自電網，如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產(chan)生的干擾，同時也防止開關電源產(chan)生的高頻噪聲向電網擴(kuo)散。
2、輸(shu)入(ru)整流(liu)(liu)濾波(bo)器：將(jiang)電(dian)網輸(shu)入(ru)電(dian)壓進行整流(liu)(liu)濾波(bo)，為變換器提供直流(liu)(liu)電(dian)壓。
3、逆變器：是開(kai)關電源的(de)關鍵部分。它把直流電壓(ya)變換成高頻交流電壓(ya)，并且(qie)起到將輸出(chu)部分與輸入電網(wang)隔離的(de)作用。
4、輸出整流濾波器：將變換器輸出的高(gao)頻(pin)交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時還防止高(gao)頻(pin)噪(zao)聲對負載的干擾。
5、控(kong)制電(dian)路：檢測輸出(chu)直流(liu)電(dian)壓，并將其與基(ji)準電(dian)壓比(bi)較，進行放(fang)大。調(diao)制振蕩(dang)器的脈沖(chong)寬度，從而(er)控(kong)制變換器以保持輸出(chu)電(dian)壓的穩定。
6、保(bao)(bao)(bao)護(hu)電(dian)路(lu)：當開關電(dian)源發生過(guo)電(dian)壓、過(guo)電(dian)流(liu)短(duan)路(lu)時(shi)，保(bao)(bao)(bao)護(hu)電(dian)路(lu)使開關電(dian)源停止工作(zuo)以保(bao)(bao)(bao)護(hu)負載和電(dian)源本身(shen)。
開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源是將交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)先整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在將直(zhi)流(liu)(liu)(liu)逆變(bian)成交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在整(zheng)流(liu)(liu)(liu)輸(shu)出成所需要的直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。這樣開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源省去下線(xian)性電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的變(bian)壓(ya)器，以及電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)路。而開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的逆變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)路完(wan)全是數字調整(zheng)，同樣能(neng)達到非常高的調整(zheng)精度。
開關電源的主要優點：
體(ti)積小、重(zhong)量(liang)(liang)輕(體(ti)積和重(zhong)量(liang)(liang)只有線性電源(yuan)的20～30%)、效率高(一般為60～70%，而線性電源(yuan)只有30～40%)、自身抗干擾(rao)性強、輸出電壓范圍寬、模(mo)塊化。
開關電源的主要缺點：
由于逆變電路(lu)中會產生高(gao)頻(pin)電壓，對周圍設備有一定的干(gan)擾。需要良好的屏(ping)蔽(bi)及接(jie)地
開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)用(yong)通(tong)過電(dian)(dian)路(lu)控制開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)管進行高(gao)速的道(dao)通(tong)與截止.將直流(liu)電(dian)(dian)轉化為(wei)(wei)高(gao)頻率的交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)提供給變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)進行變(bian)(bian)壓，從而(er)產生所需(xu)要的一組(zu)或多組(zu)電(dian)(dian)壓!轉華為(wei)(wei)高(gao)頻交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)的原(yuan)因是(shi)(shi)高(gao)頻交(jiao)流(liu)在變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)變(bian)(bian)壓電(dian)(dian)路(lu)中的效率要比(bi)50Hz高(gao)很(hen)多.所以(yi)開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)可以(yi)做的很(hen)小(xiao)，而(er)且工作時不(bu)是(shi)(shi)很(hen)熱!!成本(ben)很(hen)低.如果不(bu)將50Hz變(bian)(bian)為(wei)(wei)高(gao)頻那開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)沒有意義!!開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)也不(bu)神秘.就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)一個普(pu)通(tong)的變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)!這就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)源。
開(kai)關(guan)電源，是通過電子技術實現(xian)的，主要環節：整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成(cheng)直流(liu)(liu)(liu)電——逆變成(cheng)所需電壓(ya)的交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(主要來調整(zheng)電壓(ya))——再經(jing)過整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成(cheng)直流(liu)(liu)(liu)電壓(ya)輸出。
開(kai)關電(dian)源(yuan)的(de)結(jie)構中由于中間沒有變壓器和(he)散熱片，因而體積非(fei)常小(xiao)。同時，開(kai)關電(dian)源(yuan)內部都是電(dian)子元件(jian)，效率高、發熱小(xiao)。雖然，具有電(dian)磁干擾等(deng)缺(que)點，但現在的(de)屏(ping)蔽技(ji)術(shu)已(yi)經非(fei)常到位。
開關(guan)電源大體(ti)可以(yi)分為隔(ge)離(li)和非隔(ge)離(li)兩種,隔(ge)離(li)型(xing)的必定有開關(guan)變壓器,而(er)非隔(ge)離(li)的未(wei)必一定有。
簡單地說,開(kai)關電源的(de)工作(zuo)原理是:
1.交流(liu)電源輸入經整流(liu)濾波(bo)成直(zhi)流(liu);
2.通(tong)過高頻(pin)PWM(脈沖寬(kuan)度調(diao)制)信號控制開關管,將那個(ge)直流加到(dao)開關變壓器初級上(shang);
3.開關(guan)變壓(ya)(ya)器(qi)次級感應出高(gao)頻電壓(ya)(ya),經(jing)整流濾(lv)波供給(gei)負載;
4.輸出部分(fen)通過一定(ding)的電(dian)路反饋給控制(zhi)電(dian)路,控制(zhi)PWM占空比,以達到(dao)穩定(ding)輸出的目的.
交流電(dian)源(yuan)輸(shu)(shu)入時一(yi)(yi)般(ban)要經(jing)過(guo)厄流圈(quan)一(yi)(yi)類(lei)的(de)(de)東西,過(guo)濾(lv)掉電(dian)網上的(de)(de)干擾,同時也過(guo)濾(lv)掉電(dian)源(yuan)對電(dian)網的(de)(de)干擾;在功率(lv)相同時,開關(guan)(guan)頻(pin)率(lv)越高,開關(guan)(guan)變壓器的(de)(de)體(ti)積就越小,但對開關(guan)(guan)管的(de)(de)要求就越高;開關(guan)(guan)變壓器的(de)(de)次級可(ke)以(yi)有多(duo)個繞(rao)組(zu)或一(yi)(yi)個繞(rao)組(zu)有多(duo)個抽頭,以(yi)得(de)到需(xu)要的(de)(de)輸(shu)(shu)出;一(yi)(yi)般(ban)還應(ying)該增(zeng)加(jia)一(yi)(yi)些保(bao)護(hu)(hu)電(dian)路,比如空載、短路等保(bao)護(hu)(hu),否則可(ke)能會燒(shao)毀開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)。
以(yi)上說的就是開關電源的大致工作(zuo)原理(li)。
其(qi)實(shi)現在已(yi)經有了集成度(du)非常(chang)(chang)高的專用芯片(pian),可以(yi)使外(wai)圍電(dian)路非常(chang)(chang)簡單,甚至(zhi)做到免調試。
例如TOP系列的(de)(de)開關(guan)電源芯片(或稱(cheng)模塊),只(zhi)要配合一(yi)些阻(zu)容元件,和(he)一(yi)個(ge)開關(guan)變壓器,就(jiu)可以做成一(yi)個(ge)基(ji)本的(de)(de)開關(guan)電源。
開(kai)關電源(yuan)&線(xian)性電源(yuan)
開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)主(zhu)要(yao)(yao)工(gong)作(zuo)原理就(jiu)是上橋(qiao)和(he)下(xia)橋(qiao)的(de)Mos管(guan)輪流導通(tong)，首先電(dian)流通(tong)過(guo)上橋(qiao)Mos管(guan)流入，利用線圈的(de)存儲功能，將(jiang)電(dian)能集聚在(zai)線圈中，最后關(guan)閉(bi)上橋(qiao)Mos管(guan)，打(da)開(kai)下(xia)橋(qiao)的(de)Mos管(guan)，線圈和(he)電(dian)容持續(xu)給(gei)外(wai)部供電(dian)。然后又關(guan)閉(bi)下(xia)橋(qiao)Mos管(guan)，再打(da)開(kai)上橋(qiao)讓電(dian)流進入，就(jiu)這樣重復進行，因(yin)為要(yao)(yao)輪流開(kai)關(guan)Mos管(guan)，所以稱為開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。
而線性電源就(jiu)(jiu)不一樣了，由于沒有(you)開關介入，使得上水管一直在(zai)放(fang)水，如果有(you)多的(de)(de)(de)(de)，就(jiu)(jiu)會漏出(chu)來，這(zhe)就(jiu)(jiu)是我(wo)們經常(chang)看(kan)到的(de)(de)(de)(de)某些線性電源的(de)(de)(de)(de)Mos管發熱(re)量(liang)很(hen)大，用(yong)不完的(de)(de)(de)(de)電能，全部轉換(huan)成(cheng)了熱(re)能。從(cong)這(zhe)個(ge)角度來看(kan)，線性電源的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)就(jiu)(jiu)非常(chang)低了，而且熱(re)量(liang)高的(de)(de)(de)(de)時(shi)候，元件的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)勢必(bi)要下降，影響最終的(de)(de)(de)(de)使用(yong)效(xiao)果 。
開(kai)關電(dian)源(yuan)和(he)線性電(dian)源(yuan)的(de)區別主要是(shi)他們的(de)工作方式。
線性(xing)電(dian)源功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)工作(zuo)(zuo)在(zai)線性(xing)狀態(tai)，也(ye)就(jiu)是(shi)說他(ta)一(yi)(yi)用(yong)起來功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)就(jiu)是(shi)一(yi)(yi)直在(zai)工作(zuo)(zuo)，所(suo)以也(ye)就(jiu)導致他(ta)的工作(zuo)(zuo)效(xiao)率(lv)低(di)，一(yi)(yi)般在(zai)50%~60%，還得說他(ta)是(shi)很(hen)好(hao)的線性(xing)電(dian)源。線性(xing)電(dian)源的工作(zuo)(zuo)方式，使他(ta)從高壓(ya)變低(di)壓(ya)必須有將壓(ya)裝(zhuang)置，一(yi)(yi)般的都是(shi)變壓(ya)器(qi)，也(ye)有別的像KX電(dian)源，再經(jing)過整流(liu)輸出直流(liu)電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)(yi)來他(ta)的體積也(ye)就(jiu)很(hen)大，笨重(zhong)，效(xiao)率(lv)低(di)、發熱量也(ye)大。他(ta)也(ye)有他(ta)的優點(dian)：紋波(bo)小，調整率(lv)好(hao)，對外干擾(rao)小。適合用(yong)與(yu)模擬(ni)電(dian)路(lu)，各類放大器(qi)等。
開(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)。他的(de)(de)功率(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)件工作(zuo)在(zai)開(kai)關(guan)(guan)狀(zhuang)態，(一(yi)(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)(yi)關(guan)(guan)，一(yi)(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)(yi)關(guan)(guan)，頻(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)非常快，一(yi)(yi)(yi)般的(de)(de)平板開(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)在(zai)100~200KHz，模塊電源(yuan)(yuan)在(zai)300～500KHZ).這樣他的(de)(de)損(sun)耗(hao)就(jiu)小(xiao)，效率(lv)(lv)(lv)(lv)也就(jiu)高，對(dui)變(bian)壓器(qi)也有(you)了(le)要(yao)(yao)求，要(yao)(yao)用(yong)高磁導率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)材料來做.有(you)點墨跡了(le)，他的(de)(de)變(bian)壓器(qi)就(jiu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)字小(xiao).效率(lv)(lv)(lv)(lv)80%～90%吧.據(ju)說美(mei)國最好的(de)(de)VICOR模塊高達99%.開(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)的(de)(de)效率(lv)(lv)(lv)(lv)高體(ti)(ti)積(ji)小(xiao)，但是(shi)(shi)和線性(xing)電源(yuan)(yuan)比他的(de)(de)紋波(bo)，電壓電流調整(zheng)率(lv)(lv)(lv)(lv)就(jiu)有(you)折扣(kou)了(le) 。
線(xian)性電源，開關電源區別
線(xian)性電(dian)源的(de)(de)調整管(guan)工作(zuo)在放(fang)大狀態(tai)，因而發熱量大，效率(lv)低(35%左右(you))，需要(yao)加體積(ji)龐(pang)大的(de)(de)散熱片，而且還需要(yao)同樣也是大體積(ji)的(de)(de)工頻(pin)變壓器，當要(yao)制作(zuo)多組(zu)電(dian)壓輸出時變壓器會更龐(pang)大。
開關(guan)電(dian)源的(de)調整管工(gong)作在(zai)飽和和截至狀態(tai)，因而(er)發熱量小(xiao)，效率高(75%以(yi)上(shang))而(er)且省掉了大(da)體積(ji)的(de)變壓器。但開關(guan)電(dian)源輸出(chu)的(de)直流上(shang)面會疊加較大(da)的(de)紋波(bo)(bo)(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸出(chu)端并接穩壓二極管可以(yi)改善(shan)，另外(wai)由于開關(guan)管工(gong)作是會產生(sheng)很(hen)大(da)的(de)尖峰脈沖干擾，也需(xu)要在(zai)電(dian)路中(zhong)串連磁珠加以(yi)改善(shan)。相對而(er)言線性電(dian)源就沒有以(yi)上(shang)缺陷，它的(de)紋波(bo)(bo)可以(yi)做的(de)很(hen)小(xiao)(5mV以(yi)下(xia))。
對于電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)效率和(he)安裝體積有(you)要(yao)(yao)求的地(di)方用開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)為(wei)佳，對于電(dian)(dian)(dian)磁干(gan)擾(rao)和(he)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)純(chun)凈性(xing)有(you)要(yao)(yao)求的地(di)方(例如電(dian)(dian)(dian)容漏電(dian)(dian)(dian)檢測)多選用線性(xing)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。另外當(dang)電(dian)(dian)(dian)路中(zhong)需要(yao)(yao)作隔離(li)的時(shi)候現在多數用DC-DC來(lai)做對隔離(li)部分供(gong)電(dian)(dian)(dian)(DC-DC從其工作原理上來(lai)說就是(shi)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan))。還有(you)，開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)中(zhong)用到的高頻變壓(ya)器可(ke)能繞(rao)制起來(lai)比較麻煩
開(kai)關電(dian)源(yuan)和(he)線性電(dian)源(yuan)在內部(bu)結構上(shang)是(shi)完全(quan)不(bu)(bu)一樣的(de)，開(kai)關電(dian)源(yuan)顧名思義有開(kai)關動(dong)作，它利(li)用(yong)變占空比或變頻的(de)方法(fa)實(shi)現不(bu)(bu)同的(de)電(dian)壓(ya)，實(shi)現較為(wei)復(fu)雜，最(zui)大(da)的(de)優點(dian)(dian)是(shi)高效率(lv)，一般(ban)在90%以上(shang)，缺(que)點(dian)(dian)是(shi)文波(bo)和(he)開(kai)關噪聲較大(da)，適用(yong)于(yu)對文波(bo)和(he)噪聲要求不(bu)(bu)高的(de)場合;而(er)線性電(dian)源(yuan)沒有開(kai)關動(dong)作，屬于(yu)連續模擬控制，內部(bu)結構相(xiang)對簡單，芯片面積也較小，成(cheng)本較低，優點(dian)(dian)是(shi)成(cheng)本低，文波(bo)噪聲小，最(zui)大(da)的(de)缺(que)點(dian)(dian)是(shi)效率(lv)低。它們(men)各有有缺(que)點(dian)(dian)在應用(yong)上(shang)互補共存!
一(yi)、線性電源的(de)原(yuan)理：
線(xian)性電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)主(zhu)要包括工頻變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)、輸(shu)(shu)出(chu)整(zheng)流(liu)(liu)濾(lv)波(bo)器(qi)、控制電(dian)(dian)(dian)路(lu)、保護電(dian)(dian)(dian)路(lu)等(deng)(deng)。 線(xian)性電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)是(shi)先將(jiang)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)經過(guo)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)，再經過(guo)整(zheng)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)路(lu)整(zheng)流(liu)(liu)濾(lv)波(bo)得到未穩定的(de)(de)(de)(de)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，要達到高精度的(de)(de)(de)(de)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，必須經過(guo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋調整(zheng)輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)技(ji)術很(hen)成熟，可(ke)以達到很(hen)高的(de)(de)(de)(de)穩定度，波(bo)紋(wen)也很(hen)小，而(er)(er)(er)且(qie)沒有(you)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)具有(you)的(de)(de)(de)(de)干(gan)擾與噪(zao)音。但是(shi)它的(de)(de)(de)(de)缺(que)點是(shi)需(xu)要龐(pang)大而(er)(er)(er)笨重的(de)(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)，所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)濾(lv)波(bo)電(dian)(dian)(dian)容的(de)(de)(de)(de)體(ti)積和重量也相當大，而(er)(er)(er)且(qie)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)工作在線(xian)性狀態，調整(zheng)管上有(you)一定的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)降，在輸(shu)(shu)出(chu)較(jiao)大工作電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)時(shi)，致使(shi)調整(zheng)管的(de)(de)(de)(de)功耗太大，轉換效率(lv)低(di)，還要安裝很(hen)大的(de)(de)(de)(de)散熱片。這種電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)不適合計算機等(deng)(deng)設(she)備的(de)(de)(de)(de)需(xu)要，將(jiang)逐(zhu)步被(bei)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)所(suo)(suo)取代(dai)。
二、開關電源的原理：
開關電(dian)(dian)源主要(yao)包括輸(shu)入電(dian)(dian)網濾(lv)波器、輸(shu)入整(zheng)流濾(lv)波器、逆(ni)變器、輸(shu)出整(zheng)流濾(lv)波器、控制(zhi)電(dian)(dian)路、保護電(dian)(dian)路。它們的功能(neng)是：
1、輸入電網濾波器：消除來自電網，如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產(chan)生的干擾，同時也防止開關電源產(chan)生的高頻噪聲向電網擴(kuo)散。
2、輸(shu)入(ru)整流(liu)(liu)濾波(bo)器：將(jiang)電(dian)網輸(shu)入(ru)電(dian)壓進行整流(liu)(liu)濾波(bo)，為變換器提供直流(liu)(liu)電(dian)壓。
3、逆變器：是開(kai)關電源的(de)關鍵部分。它把直流電壓(ya)變換成高頻交流電壓(ya)，并且(qie)起到將輸出(chu)部分與輸入電網(wang)隔離的(de)作用。
4、輸出整流濾波器：將變換器輸出的高(gao)頻(pin)交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時還防止高(gao)頻(pin)噪(zao)聲對負載的干擾。
5、控(kong)制電(dian)路：檢測輸出(chu)直流(liu)電(dian)壓，并將其與基(ji)準電(dian)壓比(bi)較，進行放(fang)大。調(diao)制振蕩(dang)器的脈沖(chong)寬度，從而(er)控(kong)制變換器以保持輸出(chu)電(dian)壓的穩定。
6、保(bao)(bao)(bao)護(hu)電(dian)路(lu)：當開關電(dian)源發生過(guo)電(dian)壓、過(guo)電(dian)流(liu)短(duan)路(lu)時(shi)，保(bao)(bao)(bao)護(hu)電(dian)路(lu)使開關電(dian)源停止工作(zuo)以保(bao)(bao)(bao)護(hu)負載和電(dian)源本身(shen)。
開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源是將交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)先整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在將直(zhi)流(liu)(liu)(liu)逆變(bian)成交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在整(zheng)流(liu)(liu)(liu)輸(shu)出成所需要的直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。這樣開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源省去下線(xian)性電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的變(bian)壓(ya)器，以及電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)路。而開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源中的逆變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)路完(wan)全是數字調整(zheng)，同樣能(neng)達到非常高的調整(zheng)精度。
開關電源的主要優點：
體(ti)積小、重(zhong)量(liang)(liang)輕(體(ti)積和重(zhong)量(liang)(liang)只有線性電源(yuan)的20～30%)、效率高(一般為60～70%，而線性電源(yuan)只有30～40%)、自身抗干擾(rao)性強、輸出電壓范圍寬、模(mo)塊化。
開關電源的主要缺點：
由于逆變電路(lu)中會產生高(gao)頻(pin)電壓，對周圍設備有一定的干(gan)擾。需要良好的屏(ping)蔽(bi)及接(jie)地
開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)用(yong)通(tong)過電(dian)(dian)路(lu)控制開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)管進行高(gao)速的道(dao)通(tong)與截止.將直流(liu)電(dian)(dian)轉化為(wei)(wei)高(gao)頻率的交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)提供給變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)進行變(bian)(bian)壓，從而(er)產生所需(xu)要的一組(zu)或多組(zu)電(dian)(dian)壓!轉華為(wei)(wei)高(gao)頻交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)的原(yuan)因是(shi)(shi)高(gao)頻交(jiao)流(liu)在變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)變(bian)(bian)壓電(dian)(dian)路(lu)中的效率要比(bi)50Hz高(gao)很(hen)多.所以(yi)開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)可以(yi)做的很(hen)小(xiao)，而(er)且工作時不(bu)是(shi)(shi)很(hen)熱!!成本(ben)很(hen)低.如果不(bu)將50Hz變(bian)(bian)為(wei)(wei)高(gao)頻那開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)源就(jiu)(jiu)沒有意義!!開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)也不(bu)神秘.就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)一個普(pu)通(tong)的變(bian)(bian)壓器(qi)(qi)!這就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)開(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)電(dian)(dian)源。
開(kai)關(guan)電源，是通過電子技術實現(xian)的，主要環節：整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成(cheng)直流(liu)(liu)(liu)電——逆變成(cheng)所需電壓(ya)的交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(主要來調整(zheng)電壓(ya))——再經(jing)過整(zheng)流(liu)(liu)(liu)成(cheng)直流(liu)(liu)(liu)電壓(ya)輸出。
開(kai)關電(dian)源(yuan)的(de)結(jie)構中由于中間沒有變壓器和(he)散熱片，因而體積非(fei)常小(xiao)。同時，開(kai)關電(dian)源(yuan)內部都是電(dian)子元件(jian)，效率高、發熱小(xiao)。雖然，具有電(dian)磁干擾等(deng)缺(que)點，但現在的(de)屏(ping)蔽技(ji)術(shu)已(yi)經非(fei)常到位。
開關(guan)電源大體(ti)可以(yi)分為隔(ge)離(li)和非隔(ge)離(li)兩種,隔(ge)離(li)型(xing)的必定有開關(guan)變壓器,而(er)非隔(ge)離(li)的未(wei)必一定有。
簡單地說,開(kai)關電源的(de)工作(zuo)原理是:
1.交流(liu)電源輸入經整流(liu)濾波(bo)成直(zhi)流(liu);
2.通(tong)過高頻(pin)PWM(脈沖寬(kuan)度調(diao)制)信號控制開關管,將那個(ge)直流加到(dao)開關變壓器初級上(shang);
3.開關(guan)變壓(ya)(ya)器(qi)次級感應出高(gao)頻電壓(ya)(ya),經(jing)整流濾(lv)波供給(gei)負載;
4.輸出部分(fen)通過一定(ding)的電(dian)路反饋給控制(zhi)電(dian)路,控制(zhi)PWM占空比,以達到(dao)穩定(ding)輸出的目的.
交流電(dian)源(yuan)輸(shu)(shu)入時一(yi)(yi)般(ban)要經(jing)過(guo)厄流圈(quan)一(yi)(yi)類(lei)的(de)(de)東西,過(guo)濾(lv)掉電(dian)網上的(de)(de)干擾,同時也過(guo)濾(lv)掉電(dian)源(yuan)對電(dian)網的(de)(de)干擾;在功率(lv)相同時,開關(guan)(guan)頻(pin)率(lv)越高,開關(guan)(guan)變壓器的(de)(de)體(ti)積就越小,但對開關(guan)(guan)管的(de)(de)要求就越高;開關(guan)(guan)變壓器的(de)(de)次級可(ke)以(yi)有多(duo)個繞(rao)組(zu)或一(yi)(yi)個繞(rao)組(zu)有多(duo)個抽頭,以(yi)得(de)到需(xu)要的(de)(de)輸(shu)(shu)出;一(yi)(yi)般(ban)還應(ying)該增(zeng)加(jia)一(yi)(yi)些保(bao)護(hu)(hu)電(dian)路,比如空載、短路等保(bao)護(hu)(hu),否則可(ke)能會燒(shao)毀開關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)。
以(yi)上說的就是開關電源的大致工作(zuo)原理(li)。
其(qi)實(shi)現在已(yi)經有了集成度(du)非常(chang)(chang)高的專用芯片(pian),可以(yi)使外(wai)圍電(dian)路非常(chang)(chang)簡單,甚至(zhi)做到免調試。
例如TOP系列的(de)(de)開關(guan)電源芯片(或稱(cheng)模塊),只(zhi)要配合一(yi)些阻(zu)容元件,和(he)一(yi)個(ge)開關(guan)變壓器,就(jiu)可以做成一(yi)個(ge)基(ji)本的(de)(de)開關(guan)電源。
開(kai)關電源(yuan)&線(xian)性電源(yuan)
開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)主(zhu)要(yao)(yao)工(gong)作(zuo)原理就(jiu)是上橋(qiao)和(he)下(xia)橋(qiao)的(de)Mos管(guan)輪流導通(tong)，首先電(dian)流通(tong)過(guo)上橋(qiao)Mos管(guan)流入，利用線圈的(de)存儲功能，將(jiang)電(dian)能集聚在(zai)線圈中，最后關(guan)閉(bi)上橋(qiao)Mos管(guan)，打(da)開(kai)下(xia)橋(qiao)的(de)Mos管(guan)，線圈和(he)電(dian)容持續(xu)給(gei)外(wai)部供電(dian)。然后又關(guan)閉(bi)下(xia)橋(qiao)Mos管(guan)，再打(da)開(kai)上橋(qiao)讓電(dian)流進入，就(jiu)這樣重復進行，因(yin)為要(yao)(yao)輪流開(kai)關(guan)Mos管(guan)，所以稱為開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。
而線性電源就(jiu)(jiu)不一樣了，由于沒有(you)開關介入，使得上水管一直在(zai)放(fang)水，如果有(you)多的(de)(de)(de)(de)，就(jiu)(jiu)會漏出(chu)來，這(zhe)就(jiu)(jiu)是我(wo)們經常(chang)看(kan)到的(de)(de)(de)(de)某些線性電源的(de)(de)(de)(de)Mos管發熱(re)量(liang)很(hen)大，用(yong)不完的(de)(de)(de)(de)電能，全部轉換(huan)成(cheng)了熱(re)能。從(cong)這(zhe)個(ge)角度來看(kan)，線性電源的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)就(jiu)(jiu)非常(chang)低了，而且熱(re)量(liang)高的(de)(de)(de)(de)時(shi)候，元件的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)勢必(bi)要下降，影響最終的(de)(de)(de)(de)使用(yong)效(xiao)果 。
開(kai)關電(dian)源(yuan)和(he)線性電(dian)源(yuan)的(de)區別主要是(shi)他們的(de)工作方式。
線性(xing)電(dian)源功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)工作(zuo)(zuo)在(zai)線性(xing)狀態(tai)，也(ye)就(jiu)是(shi)說他(ta)一(yi)(yi)用(yong)起來功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)就(jiu)是(shi)一(yi)(yi)直在(zai)工作(zuo)(zuo)，所(suo)以也(ye)就(jiu)導致他(ta)的工作(zuo)(zuo)效(xiao)率(lv)低(di)，一(yi)(yi)般在(zai)50%~60%，還得說他(ta)是(shi)很(hen)好(hao)的線性(xing)電(dian)源。線性(xing)電(dian)源的工作(zuo)(zuo)方式，使他(ta)從高壓(ya)變低(di)壓(ya)必須有將壓(ya)裝(zhuang)置，一(yi)(yi)般的都是(shi)變壓(ya)器(qi)，也(ye)有別的像KX電(dian)源，再經(jing)過整流(liu)輸出直流(liu)電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)(yi)來他(ta)的體積也(ye)就(jiu)很(hen)大，笨重(zhong)，效(xiao)率(lv)低(di)、發熱量也(ye)大。他(ta)也(ye)有他(ta)的優點(dian)：紋波(bo)小，調整率(lv)好(hao)，對外干擾(rao)小。適合用(yong)與(yu)模擬(ni)電(dian)路(lu)，各類放大器(qi)等。
開(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)。他的(de)(de)功率(lv)(lv)(lv)(lv)器(qi)件工作(zuo)在(zai)開(kai)關(guan)(guan)狀(zhuang)態，(一(yi)(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)(yi)關(guan)(guan)，一(yi)(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)(yi)關(guan)(guan)，頻(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)非常快，一(yi)(yi)(yi)般的(de)(de)平板開(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)在(zai)100~200KHz，模塊電源(yuan)(yuan)在(zai)300～500KHZ).這樣他的(de)(de)損(sun)耗(hao)就(jiu)小(xiao)，效率(lv)(lv)(lv)(lv)也就(jiu)高，對(dui)變(bian)壓器(qi)也有(you)了(le)要(yao)(yao)求，要(yao)(yao)用(yong)高磁導率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)材料來做.有(you)點墨跡了(le)，他的(de)(de)變(bian)壓器(qi)就(jiu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)字小(xiao).效率(lv)(lv)(lv)(lv)80%～90%吧.據(ju)說美(mei)國最好的(de)(de)VICOR模塊高達99%.開(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)的(de)(de)效率(lv)(lv)(lv)(lv)高體(ti)(ti)積(ji)小(xiao)，但是(shi)(shi)和線性(xing)電源(yuan)(yuan)比他的(de)(de)紋波(bo)，電壓電流調整(zheng)率(lv)(lv)(lv)(lv)就(jiu)有(you)折扣(kou)了(le) 。
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