线性电源和开关电源区别和优点

2023-7-29 10:51

电源系统是电路设计中的能量源泉,好的电源系统是电路稳定的基础和保障。线性电源和开关电源是市面上常见的两种电源,这两者有什么区别呢?

电源系统是电路设计中的能量源泉,好的电源系统是电路稳定的基础和保障。线性电源和开关电源是市面上常见的两种电源,这两者有什么区别呢?

线性电源和开关电源的区别

线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。

开关电源的调整管工作在饱和和截至状态,因而发热量小,效率高(75%以上)而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mVat5Voutputtypical),在输出端并接稳压二极管可以改善,另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(5mV以下)。

对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳,对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方(例如电容漏电检测)多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC-DC来做对隔离部分供电(DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源)。还有,开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。

开关电源和线性电源在内部结构上是完全不一样的,开关电源顾名思义有开关动作,它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压,实现较为复杂,最大的优点是高效率,一般在90%以上,缺点是文波和开关噪声较大,适用于对文波和噪声要求不高的场合;而线性电源没有开关动作,属于连续模拟控制,内部结构相对简单,芯片面积也较小,成本较低,优点是成本低,文波噪声小,最大的缺点是效率低。它们各有缺点在应用上互补共存!

线性电源优点

1、线性的看着笨重,功率完全取决于变压器和调整管,效率虽低但是不会引入额外的干扰,也就是说电磁干扰小,纹波系数很低,可忽略不计。对于监控来说,没有比这个优点还要好的了,图像质量的好坏与电源的关系非常大。尤其对于小幅值的模拟信号(音频源和视频源等)对电源的要求非常高,所以一些发烧音响中的电源都采用变压器而不用开关电源。

2、稳压率高、设计简单,维修维护非常方便,出现故障,稍懂电子的技术人员就能维修,维修成本比开关电源少得多。

3、抗雷击性能好。由于变压器的结构是两个线圈和铁芯,加在线圈两端的电压不能突变,故对瞬间的高压有很强的抑制性。所以在一次雷击事故中,变压器的电源存活了下来,而开关电源无一例外的烧毁了。

开关电源的优点

1、效率较高,体积小。由于开关电源的电压控制是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率达到的,所以就不存在铁损和铜损,元器件的损耗可以忽略不计,比较变压器而言效率较高;由于它只有元器件和电路板,因而体积就会很小,重量也较轻。

2、电压输入范围宽。一般可达到160V-270之间。


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