線性電源與開(kāi)關(guān)電源

1、線性電源與開(kāi)關(guān)電源之比較工作狀態(tài)比較線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)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(dāng)要制作多 組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高（75%以上） 而且省掉了大體積的變壓器。但開(kāi)關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波（50mV at 5V output typical），在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由 于開(kāi)關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)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(duì)而言線性電源就沒(méi)有以上缺陷，它的紋波可以做的很?。?mV以下）。原理比較線性電

2、源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路等。線 性電源是先將交流電經(jīng)過(guò)變壓器變壓，再經(jīng)過(guò)整流電路整流濾波得到未穩(wěn)定的直 流電壓，要達(dá)到高精度的直流電壓，必須經(jīng)過(guò)電壓反饋調(diào)整輸出電壓，這種電源 技術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒(méi)有開(kāi)關(guān)電源具有的十 擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和 重量也相當(dāng)大，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降， 在輸出較大工作電流時(shí)，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的 散熱片。這種電源不適合計(jì)算機(jī)等設(shè)備的需要，將逐步被開(kāi)關(guān)電源所取代。開(kāi)關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入

3、整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波 器、控制電路、保護(hù)電路。它們的功能是：1、輸入電網(wǎng)濾波器：消除來(lái)自電網(wǎng)，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開(kāi)關(guān)、雷擊等產(chǎn) 生的干擾，同時(shí)也防止開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。2、輸入整流濾波器：將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變換器提供直流電壓。3、逆變器：是開(kāi)關(guān)電源的關(guān)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(wǎng)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(shí)還防止高頻噪聲對(duì)負(fù)載的干擾。5、控制電路：檢測(cè)輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。調(diào)制振 蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓

4、的穩(wěn)定。6、保護(hù)電路：當(dāng)開(kāi)關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流短路時(shí)，保護(hù)電路使開(kāi)關(guān)電源停 止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)電源省去下線性電源中的變壓器，以及電壓反饋電路。 而開(kāi)關(guān)電源中的逆變電路完全是數(shù)字調(diào)整，同樣能達(dá)到非常高的調(diào)整精度。二.優(yōu)缺點(diǎn)比較開(kāi)關(guān)電源優(yōu)缺點(diǎn).優(yōu)點(diǎn)：效率較高，體積小。由于開(kāi)關(guān)電源的電壓控制是利用功率半導(dǎo)體器件的飽和區(qū)通過(guò) 調(diào)整他的開(kāi)通時(shí)間或頻率達(dá)到的，所以就不存在鐵損和銅損，元器件的損耗可以忽略不計(jì)， 比較變壓器而言效率較高；由于它只有元器件和電路板，因而體積就會(huì)很小，重量也較輕。 電壓輸

5、入范圍寬。一般可達(dá)到160V-270之間。缺點(diǎn)：（1）、開(kāi)關(guān)電源看著小巧，功率和磁心變壓器以及控制方式有關(guān)，電磁干擾大，紋波 系數(shù)大。尤其有音頻、視頻的范疇內(nèi)，對(duì)電磁干擾非常敏感，在音頻表現(xiàn)為音色不純厚，可 能會(huì)有絲絲聲；在視頻表現(xiàn)為，圖像可能會(huì)有細(xì)小的紋波，不細(xì)膩。（2）、設(shè)計(jì)復(fù)雜，維 護(hù)維修不方便。往往越是復(fù)雜的設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題的可能性就越大，而且開(kāi)關(guān)電源一旦出現(xiàn)問(wèn) 題，一般非專業(yè)人士是維修不了的，找別人維修，費(fèi)用又太高，還不如廢棄掉。（3）、體積 小是開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)計(jì)不好就成為它的缺點(diǎn)了。為了追求更小，一大把元器件擠在一 個(gè)小殼子里，散熱不好，我們以前用的當(dāng)中也出現(xiàn)過(guò)外殼變形的現(xiàn)象。

6、（4）、開(kāi)關(guān)電源的元器件在選擇上也不是很規(guī)范這是國(guó)產(chǎn)開(kāi)關(guān)電源的通病。國(guó)家有關(guān)質(zhì)檢 部門檢驗(yàn)市場(chǎng)上的開(kāi)關(guān)電源發(fā)現(xiàn)，有過(guò)半數(shù)的不合格，這其中還包括進(jìn)口開(kāi)關(guān)電源。線性電源優(yōu)缺點(diǎn).優(yōu)點(diǎn)：（1）、線性的看著笨重，功率完全取決于變壓器和調(diào)整管，效率雖低但是不會(huì)引入額 外的干擾，也就是說(shuō)電磁干擾小，紋波系數(shù)很低，可忽略不計(jì)。對(duì)于監(jiān)控來(lái)說(shuō)，沒(méi)有比這個(gè) 優(yōu)點(diǎn)還要好的了，圖像質(zhì)量的好壞與電源的關(guān)系非常大。尤其對(duì)于小幅值的模擬信號(hào)（音頻 源和視頻源等）對(duì)電源的要求非常高，所以一些發(fā)燒音響中的電源都采用變壓器而不用開(kāi)關(guān) 電源。（2）、 穩(wěn)壓率高、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，維修維護(hù)非常方便，出現(xiàn)故障，稍懂電子的技術(shù)人員就能維 修，維修

7、成本比開(kāi)關(guān)電源少得多。（3）、 抗雷擊性能好。由于變壓器的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)線圈和 鐵芯，加在線圈兩端的電壓不能突變，故對(duì)瞬間的高壓有很強(qiáng)的抑制性。所以在一次雷擊事 故中，變壓器的電源存活了下來(lái)，而開(kāi)關(guān)電源無(wú)一例外的燒毀了。缺點(diǎn)：（1）、效率低。由于變壓器是一個(gè)“電一一磁一一電”的轉(zhuǎn)換過(guò)程，避免不了存在鐵 損和銅損，效率低。（2）、輸入范圍窄。一般只有200V-240V之間吧，小于這個(gè)范圍， 輸出電壓不夠，大于這個(gè)范圍，變壓器可能就會(huì)燒毀。這個(gè)電壓范圍絕大多數(shù)的場(chǎng)合是夠用 的，不必去過(guò)多的考慮。再者變壓器體積較開(kāi)關(guān)電源大，笨重。四.總結(jié)都是直流電按要求不同使用不同，線性電源最好他輸出的是線性直流電，可以用在要求高 的場(chǎng)合，開(kāi)關(guān)電源次之,他是由很高的開(kāi)關(guān)速度的變壓器和開(kāi)關(guān)管，特點(diǎn)是重量小,容量大，輸出 質(zhì)量高，相控電原用在