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开关电源和线性电源的区别和关系

2/21/2016 8:40:46 PM      点击:

开关电源简介:

     我们常见的电源包括电源适配器、充电器都属于开关电源。开关电源是利用控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出直流电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制控制IC和MOSFET场效晶体管等构成。开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。


开关电源的原理:

     开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。下面来分别介绍他们的作用:输入电网滤波器:是用来消除来自交流电网中比如的灯开关、家用电器的开关、空调的开关、雷击等产生的干扰纹波,它也会也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散;输入整流滤波器:它是将电网输入电压进行整流滤波,为变换器提供直流电压;逆变器:它是开关电源的关键部分。它把直流电压变换成高频交流电压,并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用;输出整流滤波器:它将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压,同时还防止高频噪声对负载的干扰;控制电路:检测输出直流电压,并将其与基准电压比较,进行放大。调制振荡器的脉冲宽度,从而控制变换器以保持输出电压的稳定;保护电路:当开关电源发生过电压、过电流短路时,保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。开关电源是将交流电先整流成直流电来供电的一种转换装置。


     开关电源的优点:体积小、重量轻、方便携带、效率高、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、特别是在欧美等地区对电源能效和待机功耗要求后开关电源就凸显出了它的居多优点


线性电源的简介:

     线性电源是先将交流电经过变压器来降低电压幅值,再经过内部整流电路整流后,从而得到脉冲直流电,后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压的电源转换装置

线性电源工作原理:

      线性电源实际上是在变压器输出端再串一只大功率三极管,控制电路只要输出一个小电流到三极管的基极就能控制三极管的输出大电流,使得电源系统在变压器的基础上又稳压一次,因而这种线性稳压电源的稳压性能要优于开关电源或变压器1-3个数量级。但功率三极管(亦称调整管)上一般要占用10伏电压,每输出1安培电流就要在电源内部多消耗10瓦功率,例如500V 5A电源在功率管上的损耗为50瓦,占输出总功率的2%,因而线性电源的效率要比变压器稍低。


     线性电源的优点:性能稳定,没有高频纹波等干扰。线性电源的缺点:发热、能源利用率低。没有超大功率的电源供选择


     线性电源的电压反馈电路是工作在线性(放大)状态,开关电源的电压是电压调整的管子工作在饱和和截止区,即开关状态的。线性电源是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器,此电压放大器的输出作为电压调整管的输入,用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化,从而调整其输出电压,但开关电源是通过改变调整管的开和关的时间即改变占空比来改变输出电压的。从其主要特点上看:线性电源技术虽然成熟,但制作成本也不不低,在价格上已经与开关电源相比已经失去了太大的优势,但线性电源可以达到很高的稳定度,波纹较小,自身的干扰和噪声都比较小,但因为工作在工频(50Hz),变压器的体积比较大,效率偏低,整体体积较大,显得较笨重.且输入电压范围要求高;而开关电源是工作的高频状态,变压器的体积比较小,相对比较轻便,但是输出纹波较线性电源要大,但因结构简单,成本低,效率高(市面上的开关电源的效率也可达90%以上)在很多场合已经替代了线性电源,是未来电源发展的趋势。