線性電源和開關電源的優缺點
2019/6/28 10:29:32??????點擊：
都(dou)是(shi)直流電 按要求不(bu)(bu)同(tong)使用不(bu)(bu)同(tong) ,線性(xing)電源最好(hao) 他(ta)輸出的(de)是(shi)線性(xing)直流電,可以用在(zai)要求高(gao)的(de)場合,開(kai)關電源次之,他(ta)是(shi)由很高(gao)的(de)開(kai)關速度(du)的(de)變壓器和(he)開(kai)關管,特點是(shi)重(zhong)量小,容量大,輸出質量高(gao),相控電原用在(zai)要求不(bu)(bu)高(gao),電流特大的(de)場合
線性電源，開關電源區(qu)別(bie)
線性電源的(de)(de)調整管工作(zuo)在放大(da)狀態(tai)，因而(er)發熱量大(da)，效(xiao)率低(35%左右(you))，需要(yao)加體積龐大(da)的(de)(de)散(san)熱片，而(er)且還需要(yao)同樣也是大(da)體積的(de)(de)工頻變壓器(qi)，當要(yao)制(zhi)作(zuo)多組電壓輸出時(shi)變壓器(qi)會更(geng)龐大(da)。
開關電源(yuan)的(de)(de)(de)調(diao)整管工作在(zai)飽和(he)和(he)截(jie)至(zhi)狀態，因(yin)而(er)(er)發熱量小，效率高(75%以(yi)(yi)上(shang)(shang))而(er)(er)且(qie)省掉了大體積的(de)(de)(de)變壓(ya)器。但開關電源(yuan)輸(shu)出的(de)(de)(de)直流上(shang)(shang)面會(hui)疊(die)加較大的(de)(de)(de)紋波(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸(shu)出端并接穩(wen)壓(ya)二極管可(ke)以(yi)(yi)改善，另外(wai)由于開關管工作是會(hui)產生很(hen)大的(de)(de)(de)尖(jian)峰脈沖(chong)干擾(rao)，也需要在(zai)電路(lu)中(zhong)串連磁珠加以(yi)(yi)改善。相對而(er)(er)言(yan)線性電源(yuan)就沒有以(yi)(yi)上(shang)(shang)缺陷，它的(de)(de)(de)紋波可(ke)以(yi)(yi)做(zuo)的(de)(de)(de)很(hen)小(5mV以(yi)(yi)下)。
對于電(dian)(dian)(dian)(dian)源效(xiao)率(lv)和(he)安裝(zhuang)體積有要(yao)求(qiu)的(de)(de)地方(fang)用開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源為佳，對于電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干擾和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)源純凈性有要(yao)求(qiu)的(de)(de)地方(fang)(例(li)如電(dian)(dian)(dian)(dian)容漏電(dian)(dian)(dian)(dian)檢測)多(duo)(duo)選用線性電(dian)(dian)(dian)(dian)源。另外當電(dian)(dian)(dian)(dian)路中需要(yao)作隔(ge)離的(de)(de)時候現(xian)在多(duo)(duo)數(shu)用DC-DC來做對隔(ge)離部分供電(dian)(dian)(dian)(dian)(DC-DC從其工作原理上(shang)來說(shuo)就是(shi)開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源)。還有，開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源中用到(dao)的(de)(de)高頻變壓(ya)器可能繞制起來比較麻煩(fan)
開(kai)關(guan)電(dian)源和線性電(dian)源在(zai)內(nei)部(bu)結構上(shang)是(shi)完全(quan)不一(yi)樣的(de)(de)，開(kai)關(guan)電(dian)源顧名思義有開(kai)關(guan)動作(zuo)，它(ta)利用(yong)(yong)變(bian)占空比或變(bian)頻的(de)(de)方法實現不同(tong)的(de)(de)電(dian)壓，實現較為復雜，最(zui)(zui)大的(de)(de)優(you)點(dian)(dian)是(shi)高效率(lv)，一(yi)般在(zai)90%以上(shang)，缺點(dian)(dian)是(shi)文波和開(kai)關(guan)噪聲(sheng)較大，適用(yong)(yong)于(yu)對(dui)文波和噪聲(sheng)要求不高的(de)(de)場(chang)合;而線性電(dian)源沒有開(kai)關(guan)動作(zuo)，屬于(yu)連續模擬控制，內(nei)部(bu)結構相對(dui)簡(jian)單，芯片(pian)面積(ji)也較小，成(cheng)本(ben)(ben)較低(di)，優(you)點(dian)(dian)是(shi)成(cheng)本(ben)(ben)低(di)，文波噪聲(sheng)小，最(zui)(zui)大的(de)(de)缺點(dian)(dian)是(shi)效率(lv)低(di)。它(ta)們各有有缺點(dian)(dian)在(zai)應(ying)用(yong)(yong)上(shang)互補共存!
一、線性電源的原理：
線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)主(zhu)要包括工(gong)(gong)頻變壓(ya)(ya)器(qi)、輸出整(zheng)流濾波(bo)器(qi)、控制電(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)先將交流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經過(guo)變壓(ya)(ya)器(qi)變壓(ya)(ya)，再(zai)經過(guo)整(zheng)流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)整(zheng)流濾波(bo)得到(dao)未穩定(ding)的(de)(de)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，要達(da)到(dao)高精度的(de)(de)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，必(bi)須經過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反(fan)饋調(diao)整(zheng)輸出電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，這(zhe)種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)技術很(hen)成熟，可以達(da)到(dao)很(hen)高的(de)(de)穩定(ding)度，波(bo)紋也很(hen)小(xiao)，而且沒(mei)有(you)開關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)具有(you)的(de)(de)干擾與噪音。但是(shi)它的(de)(de)缺點是(shi)需要龐大(da)(da)而笨重(zhong)的(de)(de)變壓(ya)(ya)器(qi)，所需的(de)(de)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)體積和重(zhong)量也相當大(da)(da)，而且電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反(fan)饋電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)工(gong)(gong)作在(zai)線性(xing)狀態，調(diao)整(zheng)管上有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降(jiang)，在(zai)輸出較大(da)(da)工(gong)(gong)作電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流時，致使調(diao)整(zheng)管的(de)(de)功(gong)耗(hao)太大(da)(da)，轉換效率低，還要安裝(zhuang)很(hen)大(da)(da)的(de)(de)散熱片。這(zhe)種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)不適(shi)合計(ji)算機等設備(bei)的(de)(de)需要，將逐(zhu)步被開關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)所取代。
二、開關(guan)電源的(de)原理：
開(kai)關電源主(zhu)要包括輸入電網濾(lv)波(bo)器、輸入整(zheng)(zheng)流濾(lv)波(bo)器、逆變器、輸出整(zheng)(zheng)流濾(lv)波(bo)器、控制電路、保(bao)護電路。它們的功能是：
1、輸入電(dian)(dian)網濾波器(qi)：消除來自電(dian)(dian)網，如電(dian)(dian)動(dong)機的(de)啟動(dong)、電(dian)(dian)器(qi)的(de)開關(guan)、雷擊等產生(sheng)的(de)干擾，同時(shi)也防止開關(guan)電(dian)(dian)源產生(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)噪聲向(xiang)電(dian)(dian)網擴(kuo)散。
2、輸(shu)(shu)入整流(liu)濾(lv)波(bo)器：將電(dian)(dian)網輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)壓進行整流(liu)濾(lv)波(bo)，為(wei)變換(huan)器提供直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)壓。
3、逆變器：是開(kai)關(guan)電(dian)源的(de)關(guan)鍵部分。它(ta)把直流電(dian)壓變換成(cheng)高(gao)頻交流電(dian)壓，并且(qie)起到將輸(shu)出(chu)部分與(yu)輸(shu)入(ru)電(dian)網(wang)隔離(li)的(de)作用。
4、輸(shu)出(chu)整(zheng)流濾波(bo)器：將變(bian)換器輸(shu)出(chu)的(de)(de)高頻交流電壓(ya)整(zheng)流濾波(bo)得到需要(yao)的(de)(de)直流電壓(ya)，同(tong)時還防止(zhi)高頻噪聲對(dui)負載(zai)的(de)(de)干擾。
5、控制電(dian)(dian)路：檢測輸出直流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)，并將其與基(ji)準(zhun)電(dian)(dian)壓(ya)比(bi)較，進(jin)行放大(da)。調制振(zhen)蕩器的(de)脈沖寬(kuan)度，從而控制變(bian)換器以保持輸出電(dian)(dian)壓(ya)的(de)穩定。
6、保護(hu)電路(lu)：當開(kai)關電源發生過電壓、過電流短路(lu)時，保護(hu)電路(lu)使開(kai)關電源停止工作以保護(hu)負載和電源本身。
開關(guan)電(dian)(dian)源是將交流電(dian)(dian)先(xian)整流成直(zhi)流電(dian)(dian)，在將直(zhi)流逆變成交流電(dian)(dian)，在整流輸出(chu)成所需要的(de)直(zhi)流電(dian)(dian)壓。這(zhe)樣開關(guan)電(dian)(dian)源省(sheng)去下線性(xing)電(dian)(dian)源中的(de)變壓器，以及(ji)電(dian)(dian)壓反饋電(dian)(dian)路。而(er)開關(guan)電(dian)(dian)源中的(de)逆變電(dian)(dian)路完全是數字調(diao)整，同樣能達到非常高的(de)調(diao)整精度。
開關電源的主要(yao)優(you)點：
體(ti)積小(xiao)、重量(liang)輕(體(ti)積和(he)重量(liang)只(zhi)有線性電源的(de)20～30%)、效率高(gao)(一般為60～70%，而線性電源只(zhi)有30～40%)、自身(shen)抗干擾性強、輸出電壓(ya)范(fan)圍寬、模塊化(hua)。
開關(guan)電源的(de)主要缺(que)點：
由于逆變電路(lu)中會產生高(gao)頻電壓，對(dui)周圍設備有一定的(de)干(gan)擾。需要良好的(de)屏蔽(bi)及接(jie)地(di)
開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源就是用通過電(dian)(dian)(dian)路控(kong)制(zhi)開(kai)關(guan)管進(jin)行(xing)高速的(de)(de)道通與截止.將直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)轉化(hua)為(wei)高頻率(lv)(lv)的(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)提供給變(bian)壓(ya)器進(jin)行(xing)變(bian)壓(ya)，從(cong)而產生所需(xu)要的(de)(de)一(yi)組或多組電(dian)(dian)(dian)壓(ya)!轉華為(wei)高頻交流(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)原(yuan)因是高頻交流(liu)在變(bian)壓(ya)器變(bian)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)路中的(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)要比50Hz高很多.所以(yi)開(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)器可以(yi)做的(de)(de)很小，而且工(gong)作時不(bu)是很熱(re)!!成(cheng)本很低.如果不(bu)將50Hz變(bian)為(wei)高頻那開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源就沒有意義!!開(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)器也不(bu)神秘.就是一(yi)個普通的(de)(de)變(bian)壓(ya)器!這就是開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源。
開關電(dian)源，是通過電(dian)子(zi)技(ji)術實現的，主要環節：整流(liu)成(cheng)(cheng)直流(liu)電(dian)——逆變(bian)成(cheng)(cheng)所需電(dian)壓的交流(liu)電(dian)(主要來調整電(dian)壓)——再經過整流(liu)成(cheng)(cheng)直流(liu)電(dian)壓輸出(chu)。
開關電(dian)源的(de)(de)結構中(zhong)由于中(zhong)間(jian)沒(mei)有變壓器(qi)和散熱(re)片，因而體(ti)積非(fei)常(chang)小。同時(shi)，開關電(dian)源內部都是電(dian)子(zi)元件，效率高(gao)、發熱(re)小。雖然，具有電(dian)磁(ci)干擾等缺點，但(dan)現在的(de)(de)屏蔽技術已經非(fei)常(chang)到位(wei)。
開關(guan)電源大體(ti)可以分為隔(ge)離和非隔(ge)離兩種,隔(ge)離型的必(bi)定有(you)開關(guan)變壓(ya)器,而(er)非隔(ge)離的未必(bi)一定有(you)。
簡單地說,開關電源的(de)工作原(yuan)理是:
1.交(jiao)流(liu)電源輸入經整流(liu)濾(lv)波(bo)成直流(liu);
2.通(tong)過高頻PWM(脈沖寬度調制(zhi))信號控制(zhi)開關管,將(jiang)那個直流(liu)加(jia)到開關變壓器初級(ji)上;
3.開(kai)關變(bian)壓(ya)器(qi)次級感應出(chu)高(gao)頻(pin)電壓(ya),經(jing)整流濾波供給負載;
4.輸(shu)出(chu)部(bu)分(fen)通過一定的(de)(de)電路反饋給控(kong)制(zhi)電路,控(kong)制(zhi)PWM占空比,以達到(dao)穩定輸(shu)出(chu)的(de)(de)目的(de)(de).
交流電(dian)源輸入時一(yi)(yi)般(ban)要經過(guo)厄流圈一(yi)(yi)類的(de)東西(xi),過(guo)濾掉電(dian)網上的(de)干擾(rao),同(tong)時也(ye)過(guo)濾掉電(dian)源對電(dian)網的(de)干擾(rao);在功率(lv)相同(tong)時,開(kai)(kai)關(guan)頻率(lv)越高(gao),開(kai)(kai)關(guan)變壓器的(de)體(ti)積就(jiu)越小,但(dan)對開(kai)(kai)關(guan)管的(de)要求就(jiu)越高(gao);開(kai)(kai)關(guan)變壓器的(de)次(ci)級可以有多個繞(rao)組(zu)或一(yi)(yi)個繞(rao)組(zu)有多個抽頭(tou),以得到需(xu)要的(de)輸出;一(yi)(yi)般(ban)還應該增加一(yi)(yi)些保(bao)護電(dian)路,比如空載(zai)、短路等保(bao)護,否(fou)則可能會(hui)燒(shao)毀開(kai)(kai)關(guan)電(dian)源。
以上說的(de)就是開關電源(yuan)的(de)大致(zhi)工(gong)作原理(li)。
其實現在已經有了集成度非(fei)常高的專(zhuan)用芯片,可(ke)以使外圍(wei)電路(lu)非(fei)常簡單,甚至做到免(mian)調試(shi)。
例如TOP系(xi)列的開(kai)關電源芯片(或(huo)稱模塊),只要配合一(yi)些阻容元件,和(he)一(yi)個開(kai)關變壓(ya)器,就可(ke)以做成一(yi)個基本的開(kai)關電源。
開關電源&線性電源
開(kai)關電(dian)源的(de)(de)主(zhu)要工作原理就是上橋(qiao)(qiao)和下橋(qiao)(qiao)的(de)(de)Mos管(guan)(guan)輪(lun)(lun)流導通，首先電(dian)流通過(guo)上橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)流入，利用(yong)線圈的(de)(de)存(cun)儲(chu)功能，將電(dian)能集聚在(zai)線圈中(zhong)，最后(hou)關閉(bi)上橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，打開(kai)下橋(qiao)(qiao)的(de)(de)Mos管(guan)(guan)，線圈和電(dian)容持續給外部供電(dian)。然(ran)后(hou)又(you)關閉(bi)下橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，再打開(kai)上橋(qiao)(qiao)讓電(dian)流進(jin)入，就這(zhe)樣重復進(jin)行(xing)，因為要輪(lun)(lun)流開(kai)關Mos管(guan)(guan)，所以(yi)稱為開(kai)關電(dian)源。
而(er)(er)線(xian)性電(dian)源(yuan)就(jiu)(jiu)不一樣了(le)(le)，由于沒有開關介入，使(shi)得上水(shui)管(guan)一直(zhi)在放水(shui)，如果有多的(de)，就(jiu)(jiu)會漏出來，這就(jiu)(jiu)是我們經常看(kan)到的(de)某些線(xian)性電(dian)源(yuan)的(de)Mos管(guan)發熱量很(hen)大，用不完的(de)電(dian)能，全部轉換成了(le)(le)熱能。從這個角(jiao)度來看(kan)，線(xian)性電(dian)源(yuan)的(de)轉換效(xiao)率(lv)就(jiu)(jiu)非常低了(le)(le)，而(er)(er)且熱量高的(de)時候，元(yuan)件的(de)壽(shou)命勢必要(yao)下降，影響最終的(de)使(shi)用效(xiao)果 。
開關電源和線性電源的(de)(de)區別主要(yao)是他們(men)的(de)(de)工作方式。
線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)功率(lv)器件(jian)(jian)工作在(zai)線(xian)性(xing)狀態(tai)，也就是說(shuo)他一(yi)用起來功率(lv)器件(jian)(jian)就是一(yi)直在(zai)工作，所以(yi)也就導致他的(de)(de)工作效(xiao)率(lv)低，一(yi)般(ban)在(zai)50%~60%，還得說(shuo)他是很好的(de)(de)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)。線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)工作方式(shi)，使(shi)他從高壓(ya)變低壓(ya)必須(xu)有(you)(you)將壓(ya)裝置，一(yi)般(ban)的(de)(de)都是變壓(ya)器，也有(you)(you)別(bie)的(de)(de)像KX電(dian)源(yuan)，再經(jing)過(guo)整(zheng)流(liu)(liu)輸出直流(liu)(liu)電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)來他的(de)(de)體(ti)積(ji)也就很大，笨重，效(xiao)率(lv)低、發熱量也大。他也有(you)(you)他的(de)(de)優點：紋波小，調整(zheng)率(lv)好，對(dui)外(wai)干擾小。適合用與模擬電(dian)路(lu)，各類放大器等(deng)。
開(kai)關電源。他(ta)的(de)(de)(de)功率(lv)(lv)(lv)器件工作在(zai)開(kai)關狀態，(一(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)關，一(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)關，頻率(lv)(lv)(lv)非常快，一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)平板開(kai)關電源頻率(lv)(lv)(lv)在(zai)100~200KHz，模(mo)塊(kuai)電源在(zai)300～500KHZ).這樣(yang)他(ta)的(de)(de)(de)損(sun)耗就(jiu)小，效(xiao)率(lv)(lv)(lv)也就(jiu)高，對變壓器也有(you)了要求，要用高磁(ci)導率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)材料來(lai)做(zuo).有(you)點(dian)墨跡了，他(ta)的(de)(de)(de)變壓器就(jiu)是一(yi)(yi)個字(zi)小.效(xiao)率(lv)(lv)(lv)80%～90%吧.據說美(mei)國最好的(de)(de)(de)VICOR模(mo)塊(kuai)高達99%.開(kai)關電源的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)高體積小，但是和線性電源比他(ta)的(de)(de)(de)紋(wen)波(bo)，電壓電流調整率(lv)(lv)(lv)就(jiu)有(you)折扣了 。
線性電源，開關電源區(qu)別(bie)
線性電源的(de)(de)調整管工作(zuo)在放大(da)狀態(tai)，因而(er)發熱量大(da)，效(xiao)率低(35%左右(you))，需要(yao)加體積龐大(da)的(de)(de)散(san)熱片，而(er)且還需要(yao)同樣也是大(da)體積的(de)(de)工頻變壓器(qi)，當要(yao)制(zhi)作(zuo)多組電壓輸出時(shi)變壓器(qi)會更(geng)龐大(da)。
開關電源(yuan)的(de)(de)(de)調(diao)整管工作在(zai)飽和(he)和(he)截(jie)至(zhi)狀態，因(yin)而(er)(er)發熱量小，效率高(75%以(yi)(yi)上(shang)(shang))而(er)(er)且(qie)省掉了大體積的(de)(de)(de)變壓(ya)器。但開關電源(yuan)輸(shu)出的(de)(de)(de)直流上(shang)(shang)面會(hui)疊(die)加較大的(de)(de)(de)紋波(50mV at 5V output typical)，在(zai)輸(shu)出端并接穩(wen)壓(ya)二極管可(ke)以(yi)(yi)改善，另外(wai)由于開關管工作是會(hui)產生很(hen)大的(de)(de)(de)尖(jian)峰脈沖(chong)干擾(rao)，也需要在(zai)電路(lu)中(zhong)串連磁珠加以(yi)(yi)改善。相對而(er)(er)言(yan)線性電源(yuan)就沒有以(yi)(yi)上(shang)(shang)缺陷，它的(de)(de)(de)紋波可(ke)以(yi)(yi)做(zuo)的(de)(de)(de)很(hen)小(5mV以(yi)(yi)下)。
對于電(dian)(dian)(dian)(dian)源效(xiao)率(lv)和(he)安裝(zhuang)體積有要(yao)求(qiu)的(de)(de)地方(fang)用開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源為佳，對于電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干擾和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)源純凈性有要(yao)求(qiu)的(de)(de)地方(fang)(例(li)如電(dian)(dian)(dian)(dian)容漏電(dian)(dian)(dian)(dian)檢測)多(duo)(duo)選用線性電(dian)(dian)(dian)(dian)源。另外當電(dian)(dian)(dian)(dian)路中需要(yao)作隔(ge)離的(de)(de)時候現(xian)在多(duo)(duo)數(shu)用DC-DC來做對隔(ge)離部分供電(dian)(dian)(dian)(dian)(DC-DC從其工作原理上(shang)來說(shuo)就是(shi)開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源)。還有，開(kai)(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)源中用到(dao)的(de)(de)高頻變壓(ya)器可能繞制起來比較麻煩(fan)
開(kai)關(guan)電(dian)源和線性電(dian)源在(zai)內(nei)部(bu)結構上(shang)是(shi)完全(quan)不一(yi)樣的(de)(de)，開(kai)關(guan)電(dian)源顧名思義有開(kai)關(guan)動作(zuo)，它(ta)利用(yong)(yong)變(bian)占空比或變(bian)頻的(de)(de)方法實現不同(tong)的(de)(de)電(dian)壓，實現較為復雜，最(zui)(zui)大的(de)(de)優(you)點(dian)(dian)是(shi)高效率(lv)，一(yi)般在(zai)90%以上(shang)，缺點(dian)(dian)是(shi)文波和開(kai)關(guan)噪聲(sheng)較大，適用(yong)(yong)于(yu)對(dui)文波和噪聲(sheng)要求不高的(de)(de)場(chang)合;而線性電(dian)源沒有開(kai)關(guan)動作(zuo)，屬于(yu)連續模擬控制，內(nei)部(bu)結構相對(dui)簡(jian)單，芯片(pian)面積(ji)也較小，成(cheng)本(ben)(ben)較低(di)，優(you)點(dian)(dian)是(shi)成(cheng)本(ben)(ben)低(di)，文波噪聲(sheng)小，最(zui)(zui)大的(de)(de)缺點(dian)(dian)是(shi)效率(lv)低(di)。它(ta)們各有有缺點(dian)(dian)在(zai)應(ying)用(yong)(yong)上(shang)互補共存!
一、線性電源的原理：
線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)主(zhu)要包括工(gong)(gong)頻變壓(ya)(ya)器(qi)、輸出整(zheng)流濾波(bo)器(qi)、控制電(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)先將交流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經過(guo)變壓(ya)(ya)器(qi)變壓(ya)(ya)，再(zai)經過(guo)整(zheng)流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)整(zheng)流濾波(bo)得到(dao)未穩定(ding)的(de)(de)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，要達(da)到(dao)高精度的(de)(de)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，必(bi)須經過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反(fan)饋調(diao)整(zheng)輸出電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，這(zhe)種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)技術很(hen)成熟，可以達(da)到(dao)很(hen)高的(de)(de)穩定(ding)度，波(bo)紋也很(hen)小(xiao)，而且沒(mei)有(you)開關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)具有(you)的(de)(de)干擾與噪音。但是(shi)它的(de)(de)缺點是(shi)需要龐大(da)(da)而笨重(zhong)的(de)(de)變壓(ya)(ya)器(qi)，所需的(de)(de)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)體積和重(zhong)量也相當大(da)(da)，而且電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反(fan)饋電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)是(shi)工(gong)(gong)作在(zai)線性(xing)狀態，調(diao)整(zheng)管上有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降(jiang)，在(zai)輸出較大(da)(da)工(gong)(gong)作電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流時，致使調(diao)整(zheng)管的(de)(de)功(gong)耗(hao)太大(da)(da)，轉換效率低，還要安裝(zhuang)很(hen)大(da)(da)的(de)(de)散熱片。這(zhe)種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)不適(shi)合計(ji)算機等設備(bei)的(de)(de)需要，將逐(zhu)步被開關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)所取代。
二、開關(guan)電源的(de)原理：
開(kai)關電源主(zhu)要包括輸入電網濾(lv)波(bo)器、輸入整(zheng)(zheng)流濾(lv)波(bo)器、逆變器、輸出整(zheng)(zheng)流濾(lv)波(bo)器、控制電路、保(bao)護電路。它們的功能是：
1、輸入電(dian)(dian)網濾波器(qi)：消除來自電(dian)(dian)網，如電(dian)(dian)動(dong)機的(de)啟動(dong)、電(dian)(dian)器(qi)的(de)開關(guan)、雷擊等產生(sheng)的(de)干擾，同時(shi)也防止開關(guan)電(dian)(dian)源產生(sheng)的(de)高(gao)頻(pin)噪聲向(xiang)電(dian)(dian)網擴(kuo)散。
2、輸(shu)(shu)入整流(liu)濾(lv)波(bo)器：將電(dian)(dian)網輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)壓進行整流(liu)濾(lv)波(bo)，為(wei)變換(huan)器提供直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)壓。
3、逆變器：是開(kai)關(guan)電(dian)源的(de)關(guan)鍵部分。它(ta)把直流電(dian)壓變換成(cheng)高(gao)頻交流電(dian)壓，并且(qie)起到將輸(shu)出(chu)部分與(yu)輸(shu)入(ru)電(dian)網(wang)隔離(li)的(de)作用。
4、輸(shu)出(chu)整(zheng)流濾波(bo)器：將變(bian)換器輸(shu)出(chu)的(de)(de)高頻交流電壓(ya)整(zheng)流濾波(bo)得到需要(yao)的(de)(de)直流電壓(ya)，同(tong)時還防止(zhi)高頻噪聲對(dui)負載(zai)的(de)(de)干擾。
5、控制電(dian)(dian)路：檢測輸出直流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)，并將其與基(ji)準(zhun)電(dian)(dian)壓(ya)比(bi)較，進(jin)行放大(da)。調制振(zhen)蕩器的(de)脈沖寬(kuan)度，從而控制變(bian)換器以保持輸出電(dian)(dian)壓(ya)的(de)穩定。
6、保護(hu)電路(lu)：當開(kai)關電源發生過電壓、過電流短路(lu)時，保護(hu)電路(lu)使開(kai)關電源停止工作以保護(hu)負載和電源本身。
開關(guan)電(dian)(dian)源是將交流電(dian)(dian)先(xian)整流成直(zhi)流電(dian)(dian)，在將直(zhi)流逆變成交流電(dian)(dian)，在整流輸出(chu)成所需要的(de)直(zhi)流電(dian)(dian)壓。這(zhe)樣開關(guan)電(dian)(dian)源省(sheng)去下線性(xing)電(dian)(dian)源中的(de)變壓器，以及(ji)電(dian)(dian)壓反饋電(dian)(dian)路。而(er)開關(guan)電(dian)(dian)源中的(de)逆變電(dian)(dian)路完全是數字調(diao)整，同樣能達到非常高的(de)調(diao)整精度。
開關電源的主要(yao)優(you)點：
體(ti)積小(xiao)、重量(liang)輕(體(ti)積和(he)重量(liang)只(zhi)有線性電源的(de)20～30%)、效率高(gao)(一般為60～70%，而線性電源只(zhi)有30～40%)、自身(shen)抗干擾性強、輸出電壓(ya)范(fan)圍寬、模塊化(hua)。
開關(guan)電源的(de)主要缺(que)點：
由于逆變電路(lu)中會產生高(gao)頻電壓，對(dui)周圍設備有一定的(de)干(gan)擾。需要良好的(de)屏蔽(bi)及接(jie)地(di)
開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源就是用通過電(dian)(dian)(dian)路控(kong)制(zhi)開(kai)關(guan)管進(jin)行(xing)高速的(de)(de)道通與截止.將直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)轉化(hua)為(wei)高頻率(lv)(lv)的(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)提供給變(bian)壓(ya)器進(jin)行(xing)變(bian)壓(ya)，從(cong)而產生所需(xu)要的(de)(de)一(yi)組或多組電(dian)(dian)(dian)壓(ya)!轉華為(wei)高頻交流(liu)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)原(yuan)因是高頻交流(liu)在變(bian)壓(ya)器變(bian)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)路中的(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)要比50Hz高很多.所以(yi)開(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)器可以(yi)做的(de)(de)很小，而且工(gong)作時不(bu)是很熱(re)!!成(cheng)本很低.如果不(bu)將50Hz變(bian)為(wei)高頻那開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源就沒有意義!!開(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)器也不(bu)神秘.就是一(yi)個普通的(de)(de)變(bian)壓(ya)器!這就是開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源。
開關電(dian)源，是通過電(dian)子(zi)技(ji)術實現的，主要環節：整流(liu)成(cheng)(cheng)直流(liu)電(dian)——逆變(bian)成(cheng)(cheng)所需電(dian)壓的交流(liu)電(dian)(主要來調整電(dian)壓)——再經過整流(liu)成(cheng)(cheng)直流(liu)電(dian)壓輸出(chu)。
開關電(dian)源的(de)(de)結構中(zhong)由于中(zhong)間(jian)沒(mei)有變壓器(qi)和散熱(re)片，因而體(ti)積非(fei)常(chang)小。同時(shi)，開關電(dian)源內部都是電(dian)子(zi)元件，效率高(gao)、發熱(re)小。雖然，具有電(dian)磁(ci)干擾等缺點，但(dan)現在的(de)(de)屏蔽技術已經非(fei)常(chang)到位(wei)。
開關(guan)電源大體(ti)可以分為隔(ge)離和非隔(ge)離兩種,隔(ge)離型的必(bi)定有(you)開關(guan)變壓(ya)器,而(er)非隔(ge)離的未必(bi)一定有(you)。
簡單地說,開關電源的(de)工作原(yuan)理是:
1.交(jiao)流(liu)電源輸入經整流(liu)濾(lv)波(bo)成直流(liu);
2.通(tong)過高頻PWM(脈沖寬度調制(zhi))信號控制(zhi)開關管,將(jiang)那個直流(liu)加(jia)到開關變壓器初級(ji)上;
3.開(kai)關變(bian)壓(ya)器(qi)次級感應出(chu)高(gao)頻(pin)電壓(ya),經(jing)整流濾波供給負載;
4.輸(shu)出(chu)部(bu)分(fen)通過一定的(de)(de)電路反饋給控(kong)制(zhi)電路,控(kong)制(zhi)PWM占空比,以達到(dao)穩定輸(shu)出(chu)的(de)(de)目的(de)(de).
交流電(dian)源輸入時一(yi)(yi)般(ban)要經過(guo)厄流圈一(yi)(yi)類的(de)東西(xi),過(guo)濾掉電(dian)網上的(de)干擾(rao),同(tong)時也(ye)過(guo)濾掉電(dian)源對電(dian)網的(de)干擾(rao);在功率(lv)相同(tong)時,開(kai)(kai)關(guan)頻率(lv)越高(gao),開(kai)(kai)關(guan)變壓器的(de)體(ti)積就(jiu)越小,但(dan)對開(kai)(kai)關(guan)管的(de)要求就(jiu)越高(gao);開(kai)(kai)關(guan)變壓器的(de)次(ci)級可以有多個繞(rao)組(zu)或一(yi)(yi)個繞(rao)組(zu)有多個抽頭(tou),以得到需(xu)要的(de)輸出;一(yi)(yi)般(ban)還應該增加一(yi)(yi)些保(bao)護電(dian)路,比如空載(zai)、短路等保(bao)護,否(fou)則可能會(hui)燒(shao)毀開(kai)(kai)關(guan)電(dian)源。
以上說的(de)就是開關電源(yuan)的(de)大致(zhi)工(gong)作原理(li)。
其實現在已經有了集成度非(fei)常高的專(zhuan)用芯片,可(ke)以使外圍(wei)電路(lu)非(fei)常簡單,甚至做到免(mian)調試(shi)。
例如TOP系(xi)列的開(kai)關電源芯片(或(huo)稱模塊),只要配合一(yi)些阻容元件,和(he)一(yi)個開(kai)關變壓(ya)器,就可(ke)以做成一(yi)個基本的開(kai)關電源。
開關電源&線性電源
開(kai)關電(dian)源的(de)(de)主(zhu)要工作原理就是上橋(qiao)(qiao)和下橋(qiao)(qiao)的(de)(de)Mos管(guan)(guan)輪(lun)(lun)流導通，首先電(dian)流通過(guo)上橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)流入，利用(yong)線圈的(de)(de)存(cun)儲(chu)功能，將電(dian)能集聚在(zai)線圈中(zhong)，最后(hou)關閉(bi)上橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，打開(kai)下橋(qiao)(qiao)的(de)(de)Mos管(guan)(guan)，線圈和電(dian)容持續給外部供電(dian)。然(ran)后(hou)又(you)關閉(bi)下橋(qiao)(qiao)Mos管(guan)(guan)，再打開(kai)上橋(qiao)(qiao)讓電(dian)流進(jin)入，就這(zhe)樣重復進(jin)行(xing)，因為要輪(lun)(lun)流開(kai)關Mos管(guan)(guan)，所以(yi)稱為開(kai)關電(dian)源。
而(er)(er)線(xian)性電(dian)源(yuan)就(jiu)(jiu)不一樣了(le)(le)，由于沒有開關介入，使(shi)得上水(shui)管(guan)一直(zhi)在放水(shui)，如果有多的(de)，就(jiu)(jiu)會漏出來，這就(jiu)(jiu)是我們經常看(kan)到的(de)某些線(xian)性電(dian)源(yuan)的(de)Mos管(guan)發熱量很(hen)大，用不完的(de)電(dian)能，全部轉換成了(le)(le)熱能。從這個角(jiao)度來看(kan)，線(xian)性電(dian)源(yuan)的(de)轉換效(xiao)率(lv)就(jiu)(jiu)非常低了(le)(le)，而(er)(er)且熱量高的(de)時候，元(yuan)件的(de)壽(shou)命勢必要(yao)下降，影響最終的(de)使(shi)用效(xiao)果 。
開關電源和線性電源的(de)(de)區別主要(yao)是他們(men)的(de)(de)工作方式。
線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)功率(lv)器件(jian)(jian)工作在(zai)線(xian)性(xing)狀態(tai)，也就是說(shuo)他一(yi)用起來功率(lv)器件(jian)(jian)就是一(yi)直在(zai)工作，所以(yi)也就導致他的(de)(de)工作效(xiao)率(lv)低，一(yi)般(ban)在(zai)50%~60%，還得說(shuo)他是很好的(de)(de)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)。線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)(de)工作方式(shi)，使(shi)他從高壓(ya)變低壓(ya)必須(xu)有(you)(you)將壓(ya)裝置，一(yi)般(ban)的(de)(de)都是變壓(ya)器，也有(you)(you)別(bie)的(de)(de)像KX電(dian)源(yuan)，再經(jing)過(guo)整(zheng)流(liu)(liu)輸出直流(liu)(liu)電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)來他的(de)(de)體(ti)積(ji)也就很大，笨重，效(xiao)率(lv)低、發熱量也大。他也有(you)(you)他的(de)(de)優點：紋波小，調整(zheng)率(lv)好，對(dui)外(wai)干擾小。適合用與模擬電(dian)路(lu)，各類放大器等(deng)。
開(kai)關電源。他(ta)的(de)(de)(de)功率(lv)(lv)(lv)器件工作在(zai)開(kai)關狀態，(一(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)關，一(yi)(yi)開(kai)一(yi)(yi)關，頻率(lv)(lv)(lv)非常快，一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)平板開(kai)關電源頻率(lv)(lv)(lv)在(zai)100~200KHz，模(mo)塊(kuai)電源在(zai)300～500KHZ).這樣(yang)他(ta)的(de)(de)(de)損(sun)耗就(jiu)小，效(xiao)率(lv)(lv)(lv)也就(jiu)高，對變壓器也有(you)了要求，要用高磁(ci)導率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)材料來(lai)做(zuo).有(you)點(dian)墨跡了，他(ta)的(de)(de)(de)變壓器就(jiu)是一(yi)(yi)個字(zi)小.效(xiao)率(lv)(lv)(lv)80%～90%吧.據說美(mei)國最好的(de)(de)(de)VICOR模(mo)塊(kuai)高達99%.開(kai)關電源的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)高體積小，但是和線性電源比他(ta)的(de)(de)(de)紋(wen)波(bo)，電壓電流調整率(lv)(lv)(lv)就(jiu)有(you)折扣了 。
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