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線性電源與開關電源區別在哪?

鉅大LARGE  |  點擊量:1191次  |  2020年05月23日  

線性電源的調整管工作在放大狀態,因而發熱量大,效率低(35%左右),需要加體積龐大的散熱片,而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當要制作多組電壓輸出時變壓器會更龐大。

開關電源的調整管工作在飽和和截至狀態,因而發熱量小,效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波(50mVat5Voutputtypical),在輸出端并接穩壓二極管可以改善,另外由于開關管工作是會產生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很小(5mV以下)。

對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關電源為佳,對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方(例如電容漏電檢測)多選用線性電源。另外當電路中需要作隔離的時候現在多數用DC-DC來做對隔離部分供電(DC-DC從其工作原理上來說就是開關電源)。還有,開關電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻煩

開關電源和線性電源在內部結構上是完全不一樣的,開關電源顧名思義有開關動作,它利用變占空比或變頻的方法實現不同的電壓,實現較為復雜,最大的優點是高效率,一般在90%以上,缺點是文波和開關噪聲較大,適用于對文波和噪聲要求不高的場合;而線性電源沒有開關動作,屬于連續模擬控制,內部結構相對簡單,芯片面積也較小,成本較低,優點是成本低,文波噪聲小,最大的缺點是效率低。它們各有有缺點在應用上互補共存!

二、開關電源的原理:

開關電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。它們的功能是:

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、雷擊等產生的干擾,同時也防止開關電源產生的高頻噪聲向電網擴散。

2、輸入整流濾波器:將電網輸入電壓進行整流濾波,為變換器提供直流電壓。

3、逆變器:是開關電源的關鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓,并且起到將輸出部分與輸入電網隔離的作用。

4、輸出整流濾波器:將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓,同時還防止高頻噪聲對負載的干擾。

5、控制電路:檢測輸出直流電壓,并將其與基準電壓比較,進行放大。調制振蕩器的脈沖寬度,從而控制變換器以保持輸出電壓的穩定。

6、保護電路:當開關電源發生過電壓、過電流短路時,保護電路使開關電源停止工作以保護負載和電源本身。

開關電源是將交流電先整流成直流電,在將直流逆變成交流電,在整流輸出成所需要的直流電壓。這樣開關電源省去下線性電源中的變壓器,以及電壓反饋電路。而開關電源中的逆變電路完全是數字調整,同樣能達到非常高的調整精度。

開關電源的主要優點:

體積小、重量輕(體積和重量只有線性電源的20~30%)、效率高(一般為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、模塊化。

開關電源的主要缺點:

由于逆變電路中會產生高頻電壓,對周圍設備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地

3.開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載;

4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩定輸出的目的.

交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾;在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源。

以上說的就是開關電源的大致工作原理。

其實現在已經有了集成度非常高的專用芯片,可以使外圍電路非常簡單,甚至做到免調試。

例如TOP系列的開關電源芯片(或稱模塊),只要配合一些阻容元件,和一個開關變壓器,就可以做成一個基本的開關電源。

開關電源&線性電源

開關電源的主要工作原理就是上橋和下橋的Mos管輪流導通,首先電流通過上橋Mos管流入,利用線圈的存儲功能,將電能集聚在線圈中,最后關閉上橋Mos管,打開下橋的Mos管,線圈和電容持續給外部供電。然后又關閉下橋Mos管,再打開上橋讓電流進入,就這樣重復進行,因為要輪流開關Mos管,所以稱為開關電源。

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