線性電源和開關電源的優缺點
2019/6/28 10:29:32??????點擊：
都是(shi)直流(liu)(liu)電(dian)(dian) 按要(yao)求不同使用不同 ,線性電(dian)(dian)源(yuan)最(zui)好 他輸出(chu)的(de)(de)是(shi)線性直流(liu)(liu)電(dian)(dian),可以(yi)用在要(yao)求高(gao)的(de)(de)場(chang)合,開關(guan)電(dian)(dian)源(yuan)次之,他是(shi)由(you)很高(gao)的(de)(de)開關(guan)速度的(de)(de)變壓器和開關(guan)管,特點是(shi)重量(liang)小,容量(liang)大,輸出(chu)質量(liang)高(gao),相控電(dian)(dian)原用在要(yao)求不高(gao),電(dian)(dian)流(liu)(liu)特大的(de)(de)場(chang)合
線性電源，開關電源區別
線性電(dian)源的調整(zheng)管工(gong)作在放大(da)(da)狀態，因而發熱量大(da)(da)，效率低(35%左右(you))，需要(yao)加體積(ji)龐大(da)(da)的散(san)熱片，而且還需要(yao)同樣也是大(da)(da)體積(ji)的工(gong)頻變壓(ya)器(qi)，當要(yao)制作多組電(dian)壓(ya)輸出(chu)時(shi)變壓(ya)器(qi)會(hui)更龐大(da)(da)。
開(kai)關(guan)電源(yuan)的(de)(de)調(diao)整管(guan)工作在飽和和截至狀態，因(yin)而發熱量小，效率(lv)高(gao)(75%以(yi)上)而且省掉了大(da)體(ti)積的(de)(de)變壓器。但開(kai)關(guan)電源(yuan)輸(shu)出的(de)(de)直流上面會疊加(jia)較大(da)的(de)(de)紋(wen)波(50mV at 5V output typical)，在輸(shu)出端并接穩壓二極(ji)管(guan)可(ke)(ke)以(yi)改(gai)(gai)善，另(ling)外由于開(kai)關(guan)管(guan)工作是會產生(sheng)很大(da)的(de)(de)尖峰脈沖干擾，也需要在電路中(zhong)串連磁珠加(jia)以(yi)改(gai)(gai)善。相對(dui)而言線性(xing)電源(yuan)就沒有以(yi)上缺陷，它的(de)(de)紋(wen)波可(ke)(ke)以(yi)做的(de)(de)很小(5mV以(yi)下)。
對(dui)(dui)于電(dian)源(yuan)效率和安裝體積有要(yao)求的(de)地方(fang)用(yong)開關電(dian)源(yuan)為(wei)佳，對(dui)(dui)于電(dian)磁干擾(rao)和電(dian)源(yuan)純凈性(xing)有要(yao)求的(de)地方(fang)(例(li)如電(dian)容漏電(dian)檢測)多選用(yong)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)。另外(wai)當電(dian)路中需要(yao)作(zuo)隔(ge)離(li)的(de)時候(hou)現在(zai)多數用(yong)DC-DC來(lai)(lai)做對(dui)(dui)隔(ge)離(li)部分(fen)供電(dian)(DC-DC從其(qi)工作(zuo)原理上(shang)來(lai)(lai)說就是開關電(dian)源(yuan))。還有，開關電(dian)源(yuan)中用(yong)到的(de)高(gao)頻變(bian)壓器可能繞制起來(lai)(lai)比較麻煩
開(kai)(kai)關電(dian)(dian)源(yuan)和線性電(dian)(dian)源(yuan)在(zai)內(nei)部結(jie)構(gou)上是(shi)完全不(bu)一(yi)樣的(de)，開(kai)(kai)關電(dian)(dian)源(yuan)顧名思義有開(kai)(kai)關動作，它(ta)利用(yong)變占空(kong)比或變頻(pin)的(de)方法實現不(bu)同的(de)電(dian)(dian)壓，實現較(jiao)為復雜，最大(da)的(de)優點(dian)是(shi)高效率(lv)，一(yi)般(ban)在(zai)90%以上，缺點(dian)是(shi)文(wen)波(bo)和開(kai)(kai)關噪(zao)聲(sheng)較(jiao)大(da)，適用(yong)于(yu)對文(wen)波(bo)和噪(zao)聲(sheng)要求不(bu)高的(de)場合;而線性電(dian)(dian)源(yuan)沒有開(kai)(kai)關動作，屬于(yu)連續模擬控制，內(nei)部結(jie)構(gou)相對簡單，芯片面積也較(jiao)小，成(cheng)本較(jiao)低，優點(dian)是(shi)成(cheng)本低，文(wen)波(bo)噪(zao)聲(sheng)小，最大(da)的(de)缺點(dian)是(shi)效率(lv)低。它(ta)們各有有缺點(dian)在(zai)應用(yong)上互補共存!
一、線性(xing)電源的原理：
線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源主要(yao)包括工頻變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)、輸(shu)出(chu)整(zheng)流(liu)濾波器(qi)、控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路、保護(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路等。 線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源是先將(jiang)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經(jing)過變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)變(bian)壓(ya)(ya)，再經(jing)過整(zheng)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路整(zheng)流(liu)濾波得到未穩定的(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，要(yao)達到高(gao)精度(du)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，必須經(jing)過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反饋調(diao)整(zheng)輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源技術很成熟，可以達到很高(gao)的(de)(de)(de)(de)穩定度(du)，波紋(wen)也(ye)(ye)很小，而且(qie)沒有(you)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源具有(you)的(de)(de)(de)(de)干擾與噪音(yin)。但(dan)是它的(de)(de)(de)(de)缺點(dian)是需(xu)要(yao)龐大(da)而笨重(zhong)的(de)(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)，所需(xu)的(de)(de)(de)(de)濾波電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容的(de)(de)(de)(de)體(ti)積和(he)重(zhong)量也(ye)(ye)相當大(da)，而且(qie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路是工作在線性(xing)狀態，調(diao)整(zheng)管上有(you)一定的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降，在輸(shu)出(chu)較大(da)工作電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)時，致(zhi)使調(diao)整(zheng)管的(de)(de)(de)(de)功耗太大(da)，轉換效率低(di)，還要(yao)安裝很大(da)的(de)(de)(de)(de)散熱片。這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源不適(shi)合計算機等設(she)備的(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)，將(jiang)逐步被開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源所取(qu)代。
二、開(kai)關電(dian)源的原理：
開關電(dian)源(yuan)主要包括(kuo)輸入電(dian)網(wang)濾(lv)波器、輸入整(zheng)流濾(lv)波器、逆變器、輸出整(zheng)流濾(lv)波器、控制電(dian)路、保護電(dian)路。它們的(de)功能是：
1、輸(shu)入電網濾波器(qi)：消除來自(zi)電網，如電動機的(de)啟動、電器(qi)的(de)開(kai)關、雷擊等產(chan)生(sheng)的(de)干擾，同時也(ye)防止開(kai)關電源產(chan)生(sheng)的(de)高頻噪聲向電網擴散。
2、輸入(ru)(ru)整流濾波器：將電(dian)(dian)網輸入(ru)(ru)電(dian)(dian)壓進行整流濾波，為變換器提供直流電(dian)(dian)壓。
3、逆(ni)變器(qi)：是開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源的關鍵(jian)部分(fen)。它把直流電(dian)(dian)(dian)壓變換成高頻交流電(dian)(dian)(dian)壓，并(bing)且(qie)起到將輸出部分(fen)與(yu)輸入電(dian)(dian)(dian)網隔離的作用。
4、輸(shu)出整流(liu)濾波器：將變換器輸(shu)出的高頻交流(liu)電壓整流(liu)濾波得到需要的直流(liu)電壓，同時還防止(zhi)高頻噪(zao)聲對負載的干擾。
5、控制(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路：檢測輸出直(zhi)流電(dian)(dian)壓(ya)，并將(jiang)其與(yu)基準電(dian)(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)，進(jin)行放大。調制(zhi)(zhi)(zhi)振(zhen)蕩器(qi)的脈沖(chong)寬度，從而控制(zhi)(zhi)(zhi)變換器(qi)以保持輸出電(dian)(dian)壓(ya)的穩定。
6、保(bao)(bao)護(hu)(hu)電路(lu)：當開關(guan)電源發生(sheng)過電壓、過電流短(duan)路(lu)時，保(bao)(bao)護(hu)(hu)電路(lu)使開關(guan)電源停止(zhi)工(gong)作以保(bao)(bao)護(hu)(hu)負載和(he)電源本身(shen)。
開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)是將(jiang)交流(liu)電(dian)(dian)先整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)成(cheng)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)，在將(jiang)直(zhi)流(liu)逆(ni)變成(cheng)交流(liu)電(dian)(dian)，在整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)輸出成(cheng)所(suo)需要的直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)壓。這樣開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)省去下線性電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)中的變壓器，以及電(dian)(dian)壓反饋(kui)電(dian)(dian)路(lu)。而開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)中的逆(ni)變電(dian)(dian)路(lu)完全是數字調整(zheng)(zheng)(zheng)，同樣能達到非常(chang)高的調整(zheng)(zheng)(zheng)精度。
開關電源的主(zhu)要(yao)優點：
體(ti)積小、重(zhong)量輕(體(ti)積和重(zhong)量只(zhi)有線(xian)(xian)性(xing)(xing)電源(yuan)的20～30%)、效(xiao)率高(gao)(一般(ban)為60～70%，而(er)線(xian)(xian)性(xing)(xing)電源(yuan)只(zhi)有30～40%)、自(zi)身抗(kang)干擾性(xing)(xing)強、輸出電壓范圍(wei)寬、模塊化(hua)。
開關電源的主(zhu)要缺(que)點：
由于逆變(bian)電路中會產(chan)生(sheng)高頻(pin)電壓，對周圍設備有一定的(de)干擾。需要(yao)良好的(de)屏蔽(bi)及接地
開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)就(jiu)是用通(tong)過電(dian)路控制開(kai)(kai)(kai)關(guan)管(guan)進(jin)行高(gao)速(su)的道(dao)通(tong)與截(jie)止.將直流電(dian)轉(zhuan)化為高(gao)頻率(lv)的交流電(dian)提供給(gei)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)進(jin)行變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)，從而(er)產生(sheng)所需(xu)要(yao)的一(yi)組(zu)或多組(zu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)!轉(zhuan)華為高(gao)頻交流電(dian)的原因是高(gao)頻交流在變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)路中的效率(lv)要(yao)比50Hz高(gao)很多.所以開(kai)(kai)(kai)關(guan)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)可以做(zuo)的很小(xiao)，而(er)且工作(zuo)時(shi)不是很熱!!成(cheng)本(ben)很低.如果(guo)不將50Hz變(bian)(bian)為高(gao)頻那開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)就(jiu)沒(mei)有意(yi)義!!開(kai)(kai)(kai)關(guan)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)也不神秘.就(jiu)是一(yi)個普通(tong)的變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)!這就(jiu)是開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。
開關電源，是通過電子技術實(shi)現的，主要(yao)環節(jie)：整(zheng)流(liu)成直流(liu)電——逆變成所需電壓的交(jiao)流(liu)電(主要(yao)來調整(zheng)電壓)——再經過整(zheng)流(liu)成直流(liu)電壓輸出。
開關電源的結(jie)構中由于中間(jian)沒有變壓(ya)器和(he)散熱(re)片，因而體(ti)積非常小(xiao)。同時，開關電源內部都是電子元件(jian)，效率高、發熱(re)小(xiao)。雖然，具(ju)有電磁干(gan)擾(rao)等(deng)缺點，但現在的屏(ping)蔽技術已經非常到位。
開(kai)關電源大體可以分為(wei)隔(ge)離(li)(li)和非(fei)隔(ge)離(li)(li)兩(liang)種,隔(ge)離(li)(li)型(xing)的必定(ding)有開(kai)關變壓器(qi),而非(fei)隔(ge)離(li)(li)的未必一定(ding)有。
簡(jian)單地說,開(kai)關電源的工作(zuo)原理(li)是:
1.交流(liu)電源(yuan)輸入經整(zheng)流(liu)濾波成直流(liu);
2.通過高頻PWM(脈沖寬(kuan)度調制)信號控制開關(guan)管,將那個直流加到開關(guan)變壓器初級上(shang);
3.開關變(bian)壓器次級(ji)感應出高(gao)頻電(dian)壓,經整流濾波(bo)供給負載;
4.輸出(chu)部分通過一定(ding)的(de)電(dian)路反饋給(gei)控制電(dian)路,控制PWM占空比,以達到穩定(ding)輸出(chu)的(de)目的(de).
交流電(dian)源(yuan)輸(shu)入時一(yi)(yi)(yi)般(ban)要(yao)(yao)經過厄流圈一(yi)(yi)(yi)類的(de)(de)(de)東西,過濾掉(diao)電(dian)網上(shang)的(de)(de)(de)干擾,同(tong)時也過濾掉(diao)電(dian)源(yuan)對電(dian)網的(de)(de)(de)干擾;在(zai)功率(lv)相同(tong)時,開(kai)關頻率(lv)越(yue)(yue)高(gao),開(kai)關變壓(ya)器的(de)(de)(de)體積就(jiu)越(yue)(yue)小(xiao),但對開(kai)關管的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求就(jiu)越(yue)(yue)高(gao);開(kai)關變壓(ya)器的(de)(de)(de)次級可以有多個(ge)繞(rao)組或(huo)一(yi)(yi)(yi)個(ge)繞(rao)組有多個(ge)抽頭,以得到需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)輸(shu)出;一(yi)(yi)(yi)般(ban)還應該增加一(yi)(yi)(yi)些保護電(dian)路(lu),比如空載、短路(lu)等(deng)保護,否(fou)則可能會燒毀開(kai)關電(dian)源(yuan)。
以上說的就是開關電源的大致工作原理。
其實現在已經(jing)有了(le)集成度(du)非(fei)常高的專用芯片,可以使外圍電路非(fei)常簡單,甚至做到免(mian)調試。
例如TOP系列(lie)的開關(guan)(guan)電(dian)源芯片(或稱模(mo)塊),只要(yao)配合(he)一(yi)些阻容元件,和一(yi)個開關(guan)(guan)變壓器,就可以做(zuo)成一(yi)個基本的開關(guan)(guan)電(dian)源。
開關電源&線性電源
開(kai)關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)的(de)主要(yao)工作(zuo)原理就(jiu)是上(shang)(shang)橋和下(xia)橋的(de)Mos管(guan)輪流導通，首先(xian)電(dian)流通過上(shang)(shang)橋Mos管(guan)流入，利(li)用線(xian)圈的(de)存儲功能，將電(dian)能集(ji)聚在(zai)線(xian)圈中，最后關(guan)(guan)閉上(shang)(shang)橋Mos管(guan)，打開(kai)下(xia)橋的(de)Mos管(guan)，線(xian)圈和電(dian)容持續給外(wai)部(bu)供電(dian)。然(ran)后又關(guan)(guan)閉下(xia)橋Mos管(guan)，再打開(kai)上(shang)(shang)橋讓(rang)電(dian)流進入，就(jiu)這樣重復進行(xing)，因為要(yao)輪流開(kai)關(guan)(guan)Mos管(guan)，所以(yi)稱為開(kai)關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)。
而線性(xing)電源就(jiu)(jiu)(jiu)不(bu)一(yi)樣(yang)了(le)，由于(yu)沒有開關介入，使得上水(shui)管(guan)(guan)一(yi)直在放水(shui)，如果有多的(de)(de)，就(jiu)(jiu)(jiu)會漏(lou)出(chu)來(lai)，這就(jiu)(jiu)(jiu)是我們經常看到的(de)(de)某(mou)些線性(xing)電源的(de)(de)Mos管(guan)(guan)發熱量(liang)很大(da)，用不(bu)完(wan)的(de)(de)電能(neng)，全部轉換(huan)成了(le)熱能(neng)。從(cong)這個角度來(lai)看，線性(xing)電源的(de)(de)轉換(huan)效率就(jiu)(jiu)(jiu)非(fei)常低了(le)，而且熱量(liang)高的(de)(de)時候，元件的(de)(de)壽命勢必要下(xia)降，影響最終(zhong)的(de)(de)使用效果 。
開關(guan)電(dian)源和線性電(dian)源的區別(bie)主要是(shi)他們的工作方(fang)式(shi)。
線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)電(dian)源功率(lv)器件工作(zuo)(zuo)在線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)狀態，也(ye)就是(shi)(shi)說他(ta)(ta)一(yi)用起來(lai)功率(lv)器件就是(shi)(shi)一(yi)直在工作(zuo)(zuo)，所以也(ye)就導致他(ta)(ta)的工作(zuo)(zuo)效率(lv)低(di)，一(yi)般在50%~60%，還(huan)得說他(ta)(ta)是(shi)(shi)很好的線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)電(dian)源。線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)電(dian)源的工作(zuo)(zuo)方式，使他(ta)(ta)從(cong)高壓(ya)變低(di)壓(ya)必須有(you)將(jiang)壓(ya)裝置，一(yi)般的都是(shi)(shi)變壓(ya)器，也(ye)有(you)別的像KX電(dian)源，再(zai)經(jing)過整(zheng)流(liu)輸出(chu)直流(liu)電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)來(lai)他(ta)(ta)的體(ti)積也(ye)就很大(da)，笨重，效率(lv)低(di)、發熱(re)量(liang)也(ye)大(da)。他(ta)(ta)也(ye)有(you)他(ta)(ta)的優(you)點：紋(wen)波小，調整(zheng)率(lv)好，對外干擾小。適合用與模擬電(dian)路，各類放大(da)器等。
開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)。他(ta)的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)器件工作在開(kai)(kai)關(guan)(guan)狀態，(一(yi)開(kai)(kai)一(yi)關(guan)(guan)，一(yi)開(kai)(kai)一(yi)關(guan)(guan)，頻率(lv)(lv)(lv)非常快，一(yi)般(ban)的(de)(de)平板開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)頻率(lv)(lv)(lv)在100~200KHz，模塊(kuai)電源(yuan)(yuan)在300～500KHZ).這樣他(ta)的(de)(de)損耗就(jiu)小，效率(lv)(lv)(lv)也就(jiu)高，對(dui)變(bian)壓(ya)器也有了(le)(le)要(yao)求，要(yao)用高磁導率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)材料(liao)來做(zuo).有點墨(mo)跡了(le)(le)，他(ta)的(de)(de)變(bian)壓(ya)器就(jiu)是一(yi)個字小.效率(lv)(lv)(lv)80%～90%吧.據(ju)說美國(guo)最好的(de)(de)VICOR模塊(kuai)高達99%.開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)的(de)(de)效率(lv)(lv)(lv)高體積小，但是和線(xian)性電源(yuan)(yuan)比他(ta)的(de)(de)紋(wen)波，電壓(ya)電流調整率(lv)(lv)(lv)就(jiu)有折扣(kou)了(le)(le) 。
線性電源，開關電源區別
線性電(dian)源的調整(zheng)管工(gong)作在放大(da)(da)狀態，因而發熱量大(da)(da)，效率低(35%左右(you))，需要(yao)加體積(ji)龐大(da)(da)的散(san)熱片，而且還需要(yao)同樣也是大(da)(da)體積(ji)的工(gong)頻變壓(ya)器(qi)，當要(yao)制作多組電(dian)壓(ya)輸出(chu)時(shi)變壓(ya)器(qi)會(hui)更龐大(da)(da)。
開(kai)關(guan)電源(yuan)的(de)(de)調(diao)整管(guan)工作在飽和和截至狀態，因(yin)而發熱量小，效率(lv)高(gao)(75%以(yi)上)而且省掉了大(da)體(ti)積的(de)(de)變壓器。但開(kai)關(guan)電源(yuan)輸(shu)出的(de)(de)直流上面會疊加(jia)較大(da)的(de)(de)紋(wen)波(50mV at 5V output typical)，在輸(shu)出端并接穩壓二極(ji)管(guan)可(ke)(ke)以(yi)改(gai)(gai)善，另(ling)外由于開(kai)關(guan)管(guan)工作是會產生(sheng)很大(da)的(de)(de)尖峰脈沖干擾，也需要在電路中(zhong)串連磁珠加(jia)以(yi)改(gai)(gai)善。相對(dui)而言線性(xing)電源(yuan)就沒有以(yi)上缺陷，它的(de)(de)紋(wen)波可(ke)(ke)以(yi)做的(de)(de)很小(5mV以(yi)下)。
對(dui)(dui)于電(dian)源(yuan)效率和安裝體積有要(yao)求的(de)地方(fang)用(yong)開關電(dian)源(yuan)為(wei)佳，對(dui)(dui)于電(dian)磁干擾(rao)和電(dian)源(yuan)純凈性(xing)有要(yao)求的(de)地方(fang)(例(li)如電(dian)容漏電(dian)檢測)多選用(yong)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)。另外(wai)當電(dian)路中需要(yao)作(zuo)隔(ge)離(li)的(de)時候(hou)現在(zai)多數用(yong)DC-DC來(lai)(lai)做對(dui)(dui)隔(ge)離(li)部分(fen)供電(dian)(DC-DC從其(qi)工作(zuo)原理上(shang)來(lai)(lai)說就是開關電(dian)源(yuan))。還有，開關電(dian)源(yuan)中用(yong)到的(de)高(gao)頻變(bian)壓器可能繞制起來(lai)(lai)比較麻煩
開(kai)(kai)關電(dian)(dian)源(yuan)和線性電(dian)(dian)源(yuan)在(zai)內(nei)部結(jie)構(gou)上是(shi)完全不(bu)一(yi)樣的(de)，開(kai)(kai)關電(dian)(dian)源(yuan)顧名思義有開(kai)(kai)關動作，它(ta)利用(yong)變占空(kong)比或變頻(pin)的(de)方法實現不(bu)同的(de)電(dian)(dian)壓，實現較(jiao)為復雜，最大(da)的(de)優點(dian)是(shi)高效率(lv)，一(yi)般(ban)在(zai)90%以上，缺點(dian)是(shi)文(wen)波(bo)和開(kai)(kai)關噪(zao)聲(sheng)較(jiao)大(da)，適用(yong)于(yu)對文(wen)波(bo)和噪(zao)聲(sheng)要求不(bu)高的(de)場合;而線性電(dian)(dian)源(yuan)沒有開(kai)(kai)關動作，屬于(yu)連續模擬控制，內(nei)部結(jie)構(gou)相對簡單，芯片面積也較(jiao)小，成(cheng)本較(jiao)低，優點(dian)是(shi)成(cheng)本低，文(wen)波(bo)噪(zao)聲(sheng)小，最大(da)的(de)缺點(dian)是(shi)效率(lv)低。它(ta)們各有有缺點(dian)在(zai)應用(yong)上互補共存!
一、線性(xing)電源的原理：
線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源主要(yao)包括工頻變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)、輸(shu)出(chu)整(zheng)流(liu)濾波器(qi)、控(kong)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路、保護(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路等。 線性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源是先將(jiang)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經(jing)過變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)變(bian)壓(ya)(ya)，再經(jing)過整(zheng)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路整(zheng)流(liu)濾波得到未穩定的(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，要(yao)達到高(gao)精度(du)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，必須經(jing)過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反饋調(diao)整(zheng)輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)，這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源技術很成熟，可以達到很高(gao)的(de)(de)(de)(de)穩定度(du)，波紋(wen)也(ye)(ye)很小，而且(qie)沒有(you)開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源具有(you)的(de)(de)(de)(de)干擾與噪音(yin)。但(dan)是它的(de)(de)(de)(de)缺點(dian)是需(xu)要(yao)龐大(da)而笨重(zhong)的(de)(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)，所需(xu)的(de)(de)(de)(de)濾波電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容的(de)(de)(de)(de)體(ti)積和(he)重(zhong)量也(ye)(ye)相當大(da)，而且(qie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路是工作在線性(xing)狀態，調(diao)整(zheng)管上有(you)一定的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降，在輸(shu)出(chu)較大(da)工作電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)時，致(zhi)使調(diao)整(zheng)管的(de)(de)(de)(de)功耗太大(da)，轉換效率低(di)，還要(yao)安裝很大(da)的(de)(de)(de)(de)散熱片。這種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源不適(shi)合計算機等設(she)備的(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)，將(jiang)逐步被開(kai)關電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源所取(qu)代。
二、開(kai)關電(dian)源的原理：
開關電(dian)源(yuan)主要包括(kuo)輸入電(dian)網(wang)濾(lv)波器、輸入整(zheng)流濾(lv)波器、逆變器、輸出整(zheng)流濾(lv)波器、控制電(dian)路、保護電(dian)路。它們的(de)功能是：
1、輸(shu)入電網濾波器(qi)：消除來自(zi)電網，如電動機的(de)啟動、電器(qi)的(de)開(kai)關、雷擊等產(chan)生(sheng)的(de)干擾，同時也(ye)防止開(kai)關電源產(chan)生(sheng)的(de)高頻噪聲向電網擴散。
2、輸入(ru)(ru)整流濾波器：將電(dian)(dian)網輸入(ru)(ru)電(dian)(dian)壓進行整流濾波，為變換器提供直流電(dian)(dian)壓。
3、逆(ni)變器(qi)：是開(kai)關電(dian)(dian)(dian)源的關鍵(jian)部分(fen)。它把直流電(dian)(dian)(dian)壓變換成高頻交流電(dian)(dian)(dian)壓，并(bing)且(qie)起到將輸出部分(fen)與(yu)輸入電(dian)(dian)(dian)網隔離的作用。
4、輸(shu)出整流(liu)濾波器：將變換器輸(shu)出的高頻交流(liu)電壓整流(liu)濾波得到需要的直流(liu)電壓，同時還防止(zhi)高頻噪(zao)聲對負載的干擾。
5、控制(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)路：檢測輸出直(zhi)流電(dian)(dian)壓(ya)，并將(jiang)其與(yu)基準電(dian)(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)，進(jin)行放大。調制(zhi)(zhi)(zhi)振(zhen)蕩器(qi)的脈沖(chong)寬度，從而控制(zhi)(zhi)(zhi)變換器(qi)以保持輸出電(dian)(dian)壓(ya)的穩定。
6、保(bao)(bao)護(hu)(hu)電路(lu)：當開關(guan)電源發生(sheng)過電壓、過電流短(duan)路(lu)時，保(bao)(bao)護(hu)(hu)電路(lu)使開關(guan)電源停止(zhi)工(gong)作以保(bao)(bao)護(hu)(hu)負載和(he)電源本身(shen)。
開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)是將(jiang)交流(liu)電(dian)(dian)先整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)成(cheng)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)，在將(jiang)直(zhi)流(liu)逆(ni)變成(cheng)交流(liu)電(dian)(dian)，在整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)輸出成(cheng)所(suo)需要的直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)壓。這樣開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)省去下線性電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)中的變壓器，以及電(dian)(dian)壓反饋(kui)電(dian)(dian)路(lu)。而開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)中的逆(ni)變電(dian)(dian)路(lu)完全是數字調整(zheng)(zheng)(zheng)，同樣能達到非常(chang)高的調整(zheng)(zheng)(zheng)精度。
開關電源的主(zhu)要(yao)優點：
體(ti)積小、重(zhong)量輕(體(ti)積和重(zhong)量只(zhi)有線(xian)(xian)性(xing)(xing)電源(yuan)的20～30%)、效(xiao)率高(gao)(一般(ban)為60～70%，而(er)線(xian)(xian)性(xing)(xing)電源(yuan)只(zhi)有30～40%)、自(zi)身抗(kang)干擾性(xing)(xing)強、輸出電壓范圍(wei)寬、模塊化(hua)。
開關電源的主(zhu)要缺(que)點：
由于逆變(bian)電路中會產(chan)生(sheng)高頻(pin)電壓，對周圍設備有一定的(de)干擾。需要(yao)良好的(de)屏蔽(bi)及接地
開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)就(jiu)是用通(tong)過電(dian)路控制開(kai)(kai)(kai)關(guan)管(guan)進(jin)行高(gao)速(su)的道(dao)通(tong)與截(jie)止.將直流電(dian)轉(zhuan)化為高(gao)頻率(lv)的交流電(dian)提供給(gei)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)進(jin)行變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)，從而(er)產生(sheng)所需(xu)要(yao)的一(yi)組(zu)或多組(zu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)!轉(zhuan)華為高(gao)頻交流電(dian)的原因是高(gao)頻交流在變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)路中的效率(lv)要(yao)比50Hz高(gao)很多.所以開(kai)(kai)(kai)關(guan)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)可以做(zuo)的很小(xiao)，而(er)且工作(zuo)時(shi)不是很熱!!成(cheng)本(ben)很低.如果(guo)不將50Hz變(bian)(bian)為高(gao)頻那開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)就(jiu)沒(mei)有意(yi)義!!開(kai)(kai)(kai)關(guan)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)也不神秘.就(jiu)是一(yi)個普通(tong)的變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)!這就(jiu)是開(kai)(kai)(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。
開關電源，是通過電子技術實(shi)現的，主要(yao)環節(jie)：整(zheng)流(liu)成直流(liu)電——逆變成所需電壓的交(jiao)流(liu)電(主要(yao)來調整(zheng)電壓)——再經過整(zheng)流(liu)成直流(liu)電壓輸出。
開關電源的結(jie)構中由于中間(jian)沒有變壓(ya)器和(he)散熱(re)片，因而體(ti)積非常小(xiao)。同時，開關電源內部都是電子元件(jian)，效率高、發熱(re)小(xiao)。雖然，具(ju)有電磁干(gan)擾(rao)等(deng)缺點，但現在的屏(ping)蔽技術已經非常到位。
開(kai)關電源大體可以分為(wei)隔(ge)離(li)(li)和非(fei)隔(ge)離(li)(li)兩(liang)種,隔(ge)離(li)(li)型(xing)的必定(ding)有開(kai)關變壓器(qi),而非(fei)隔(ge)離(li)(li)的未必一定(ding)有。
簡(jian)單地說,開(kai)關電源的工作(zuo)原理(li)是:
1.交流(liu)電源(yuan)輸入經整(zheng)流(liu)濾波成直流(liu);
2.通過高頻PWM(脈沖寬(kuan)度調制)信號控制開關(guan)管,將那個直流加到開關(guan)變壓器初級上(shang);
3.開關變(bian)壓器次級(ji)感應出高(gao)頻電(dian)壓,經整流濾波(bo)供給負載;
4.輸出(chu)部分通過一定(ding)的(de)電(dian)路反饋給(gei)控制電(dian)路,控制PWM占空比,以達到穩定(ding)輸出(chu)的(de)目的(de).
交流電(dian)源(yuan)輸(shu)入時一(yi)(yi)(yi)般(ban)要(yao)(yao)經過厄流圈一(yi)(yi)(yi)類的(de)(de)(de)東西,過濾掉(diao)電(dian)網上(shang)的(de)(de)(de)干擾,同(tong)時也過濾掉(diao)電(dian)源(yuan)對電(dian)網的(de)(de)(de)干擾;在(zai)功率(lv)相同(tong)時,開(kai)關頻率(lv)越(yue)(yue)高(gao),開(kai)關變壓(ya)器的(de)(de)(de)體積就(jiu)越(yue)(yue)小(xiao),但對開(kai)關管的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求就(jiu)越(yue)(yue)高(gao);開(kai)關變壓(ya)器的(de)(de)(de)次級可以有多個(ge)繞(rao)組或(huo)一(yi)(yi)(yi)個(ge)繞(rao)組有多個(ge)抽頭,以得到需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)輸(shu)出;一(yi)(yi)(yi)般(ban)還應該增加一(yi)(yi)(yi)些保護電(dian)路(lu),比如空載、短路(lu)等(deng)保護,否(fou)則可能會燒毀開(kai)關電(dian)源(yuan)。
以上說的就是開關電源的大致工作原理。
其實現在已經(jing)有了(le)集成度(du)非(fei)常高的專用芯片,可以使外圍電路非(fei)常簡單,甚至做到免(mian)調試。
例如TOP系列(lie)的開關(guan)(guan)電(dian)源芯片(或稱模(mo)塊),只要(yao)配合(he)一(yi)些阻容元件,和一(yi)個開關(guan)(guan)變壓器,就可以做(zuo)成一(yi)個基本的開關(guan)(guan)電(dian)源。
開關電源&線性電源
開(kai)關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)的(de)主要(yao)工作(zuo)原理就(jiu)是上(shang)(shang)橋和下(xia)橋的(de)Mos管(guan)輪流導通，首先(xian)電(dian)流通過上(shang)(shang)橋Mos管(guan)流入，利(li)用線(xian)圈的(de)存儲功能，將電(dian)能集(ji)聚在(zai)線(xian)圈中，最后關(guan)(guan)閉上(shang)(shang)橋Mos管(guan)，打開(kai)下(xia)橋的(de)Mos管(guan)，線(xian)圈和電(dian)容持續給外(wai)部(bu)供電(dian)。然(ran)后又關(guan)(guan)閉下(xia)橋Mos管(guan)，再打開(kai)上(shang)(shang)橋讓(rang)電(dian)流進入，就(jiu)這樣重復進行(xing)，因為要(yao)輪流開(kai)關(guan)(guan)Mos管(guan)，所以(yi)稱為開(kai)關(guan)(guan)電(dian)源(yuan)。
而線性(xing)電源就(jiu)(jiu)(jiu)不(bu)一(yi)樣(yang)了(le)，由于(yu)沒有開關介入，使得上水(shui)管(guan)(guan)一(yi)直在放水(shui)，如果有多的(de)(de)，就(jiu)(jiu)(jiu)會漏(lou)出(chu)來(lai)，這就(jiu)(jiu)(jiu)是我們經常看到的(de)(de)某(mou)些線性(xing)電源的(de)(de)Mos管(guan)(guan)發熱量(liang)很大(da)，用不(bu)完(wan)的(de)(de)電能(neng)，全部轉換(huan)成了(le)熱能(neng)。從(cong)這個角度來(lai)看，線性(xing)電源的(de)(de)轉換(huan)效率就(jiu)(jiu)(jiu)非(fei)常低了(le)，而且熱量(liang)高的(de)(de)時候，元件的(de)(de)壽命勢必要下(xia)降，影響最終(zhong)的(de)(de)使用效果 。
開關(guan)電(dian)源和線性電(dian)源的區別(bie)主要是(shi)他們的工作方(fang)式(shi)。
線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)電(dian)源功率(lv)器件工作(zuo)(zuo)在線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)狀態，也(ye)就是(shi)(shi)說他(ta)(ta)一(yi)用起來(lai)功率(lv)器件就是(shi)(shi)一(yi)直在工作(zuo)(zuo)，所以也(ye)就導致他(ta)(ta)的工作(zuo)(zuo)效率(lv)低(di)，一(yi)般在50%~60%，還(huan)得說他(ta)(ta)是(shi)(shi)很好的線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)電(dian)源。線(xian)(xian)(xian)(xian)性(xing)電(dian)源的工作(zuo)(zuo)方式，使他(ta)(ta)從(cong)高壓(ya)變低(di)壓(ya)必須有(you)將(jiang)壓(ya)裝置，一(yi)般的都是(shi)(shi)變壓(ya)器，也(ye)有(you)別的像KX電(dian)源，再(zai)經(jing)過整(zheng)流(liu)輸出(chu)直流(liu)電(dian)壓(ya)。這樣一(yi)來(lai)他(ta)(ta)的體(ti)積也(ye)就很大(da)，笨重，效率(lv)低(di)、發熱(re)量(liang)也(ye)大(da)。他(ta)(ta)也(ye)有(you)他(ta)(ta)的優(you)點：紋(wen)波小，調整(zheng)率(lv)好，對外干擾小。適合用與模擬電(dian)路，各類放大(da)器等。
開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)。他(ta)的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)器件工作在開(kai)(kai)關(guan)(guan)狀態，(一(yi)開(kai)(kai)一(yi)關(guan)(guan)，一(yi)開(kai)(kai)一(yi)關(guan)(guan)，頻率(lv)(lv)(lv)非常快，一(yi)般(ban)的(de)(de)平板開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)頻率(lv)(lv)(lv)在100~200KHz，模塊(kuai)電源(yuan)(yuan)在300～500KHZ).這樣他(ta)的(de)(de)損耗就(jiu)小，效率(lv)(lv)(lv)也就(jiu)高，對(dui)變(bian)壓(ya)器也有了(le)(le)要(yao)求，要(yao)用高磁導率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)材料(liao)來做(zuo).有點墨(mo)跡了(le)(le)，他(ta)的(de)(de)變(bian)壓(ya)器就(jiu)是一(yi)個字小.效率(lv)(lv)(lv)80%～90%吧.據(ju)說美國(guo)最好的(de)(de)VICOR模塊(kuai)高達99%.開(kai)(kai)關(guan)(guan)電源(yuan)(yuan)的(de)(de)效率(lv)(lv)(lv)高體積小，但是和線(xian)性電源(yuan)(yuan)比他(ta)的(de)(de)紋(wen)波，電壓(ya)電流調整率(lv)(lv)(lv)就(jiu)有折扣(kou)了(le)(le) 。
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