線性電源和開關電源的優缺點和原理

線性電源的調節管工作在放大狀態，因此發熱量大且效率低（約35％）。 它需要增加一個龐大的散熱器和一個大功率變壓器。 當要產生多組電壓輸出時，變壓器有時會更大。

開關電源的調節管工作在飽和和截止狀態，因此發熱量小，效率高（大于75％），省去了大容量變壓器。但是，較大的紋波（5V輸出時的典型值為50mV）將疊加在開關電源的DC輸出上。 可以通過將齊納二極管和輸出端子并聯來改善它。 其它，由于開關管的操作，會產生較大的峰值脈沖干擾，這也需要通過連接磁珠來改善電路。相對而言，線性電源沒有上述缺陷，并且其紋波可能特別?。ㄐ∮?mV）。

當需要提高電源效率和安裝量時，好使用開關電源。 在需要電磁干擾和功率純度（例如電容泄漏檢測）的地方，好使用線性電源。其它，當電路中需要隔離時，DC-DC現在主要用于為隔離的部分供電（DC-DC從其工作原理來看是一種開關電源）。此外，用于開關電源的高頻變壓器可能會很麻煩

開關電源和線性電源的內部結構完全不同。 顧名思義，開關電源具有開關功能。 它使用可變占空比或頻率轉換方法來獲得不同的電壓。 實現更加復雜。 大的優點是效率高。超過90％的缺點是波和開關噪聲很大，這適用于不需要波和噪聲的場合。 線性電源沒有開關作用，并且是連續的模擬操縱。 內部結構相對簡單，芯片面積也很小。成本低，優點是成本低，波噪聲小，大的缺點是效率低。它們有自己的缺點，并且在應用中彼此互補！

1。 線性電源原理：

線性電源主要包含工頻變壓器，輸出整流濾波器，操縱電路，愛護電路等。 線性電源用于轉換通過變壓器的交流電，然后通過整流電路的整流和整流獲得不穩定的直流電壓。 為了獲得高精度的直流電壓，必須通過電壓反饋來調節輸出電壓。 電源技術特別成熟，可以達到很高的水平。高穩定性，低紋波，無開關電源干擾和噪聲。但是它的缺點是，它需要一個龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容器的體積和重量也相當大，并且電壓反饋電路處于線性狀態，調節管上存在肯定的壓降，并且在輸出端輸出大工作電流。此時，調節管的功率消耗太大，轉換效率低，并且還需要大的散熱器。該電源不適合計算機和其他設備的需求，將逐漸被開關電源取代。

二，開關電源原理：

開關電源主要包含輸入電網濾波器，輸入整流濾波器，逆變器，輸出整流濾波器，操縱電路，愛護電路。它們的功能是：

1。 輸入電網濾波器：去除電網干擾，例如電動機啟動，電氣開關，雷擊等。它還可以預防由開關電源產生的高頻噪聲擴散到電網。

2。 輸入整流器濾波器：對電網的輸入電壓進行整流和濾波，為轉換器提供直流電壓。

3。 逆變器：它是開關電源的關鍵部分。它將直流電壓轉換為高頻交流電壓，并起到將輸出部分和輸入電網隔離的作用。

4。 輸出整流濾波器：對變頻器輸出的高頻交流電壓進行整流和濾波，獲得所需的直流電壓，同時預防高頻噪聲對負載的干擾。

5， 操縱電路：檢測輸出直流電壓，將其和參考電壓進行比較，然后放大。振蕩器的脈沖寬度被調制以操縱轉換器以保持輸出電壓穩定。

6。 愛護電路：當開關電源中發生過電壓或過電流短路時，愛護電路將停止開關電源，以愛護負載和電源本身。

開關電源首先將交流電整流為直流電，然后將直流電轉換為交流電，并在整流后輸出所需的直流電。這樣，開關電源省略了電壓反饋電路中的線性電源和變壓器。開關電源中的逆變器電路完全經過數字調整，這也可以實現很高的調整精度。

開關電源的主要優點：

體積小，重量輕（體積和重量僅為線性電源的20％至30％），效率高（通常為60％至70％，線性電源僅為30％至40％），強大的自干擾，輸出 電壓范圍寬且模塊化。

開關電源的主要缺點：

由于逆變器電路中會產生高頻電壓，因此會對四周設備造成肯定的干擾。需要良好的屏蔽和接地

開關電源用于通過電路操縱的開關管進行高速通信和切斷。將直流電轉換為高頻交流電，并將其提供給變壓器進行電壓轉換，以生成一組或多組所需的電壓！切換到高頻交流電的原因是，變壓器的變壓器電路中的高頻交流電的效率遠高于50 Hz。因此，可以將開關變壓器做得特別小，并且在運行期間不會太熱??！成本很低。如果不將50Hz更改為高頻，則開關電源毫無意義??！開關變壓器并不神奇。這只是一般的變壓器！這是一個開關電源。

開關電源是通過電子技術實現的，其主要環節是：整流成直流電源，將所需電壓（主要是穩壓）轉換成交流電源，再整流成直流電壓輸出。

開關電源的結構特別小，因為中間沒有變壓器和散熱器。同時，開關電源的內部全部是電子元件，效率高，發熱量少。完管存在諸如電磁干擾的缺點，但是目前的屏蔽技術已經存在。

開關電源大致可分為兩種：隔離型和非隔離型。 隔離類型必須具有開關變壓器，非隔離類型不肯定必須具有。

簡而言之，開關電源的工作原理是：

1。交流電源輸入經過整流并濾波為直流；

2。開關管由高頻PWM（脈沖寬度調制）信號操縱，以向開關變壓器的初級添加直流電。

3。開關變壓器的次級頻率產生一個高頻電壓，該高頻電壓通過整流和濾波提供給負載。

4。輸出部分通過肯定的電路反饋給操縱電路，以操縱PWM的占空比，達到穩定輸出的目的。

輸入交流電源后，它通常會穿過漂移環和其他物體，以濾除對電網和電網電源的干擾。 在相同功率下，開關頻率越高，開關變壓器的尺寸越小。但是，對開關管的要求很高。 開關變壓器的次級可以具有多個繞組或具有多個抽頭的繞組以獲得所需的輸出； 通常，應增加一些愛護電路，例如空載，短路愛護功能，否則可能損壞開關電源。

以上是開關電源的一般工作原理。

實際上，我們現在有一塊具有高度集成度的專用芯片，這可以使外圍電路特別簡單，甚至可以調試。

例如，只要TOP系列開關電源芯片（或模塊）配備有一些電阻和電容元件以及開關變壓器，就可以制成基本的開關電源。

開關電源和線性電源

開關電源的主要工作原理是上橋和下橋的Mos管依次導通。 首先，電流通過上橋的Mos管流入。 利用線圈的存儲功能，電能集中在線圈中，后閉合上橋的Mos管，下橋的Mos管，線圈和電容器繼續向外部供電。然后關閉下橋Mos管，然后打開上橋讓電流進入，并重復這種方式，因為必須依次開關Mos管，因此稱為開關電源。

線性電源不同。 由于沒有干預開關，因此上部水管一直在排水。 如果太多，它將泄漏出去。 這是我們常?？吹降囊恍┚€性電源的Mos管。無完的電能全部轉化為熱能。從這個角度來看，線性電源的轉換效率特別低，并且當熱量很高時，必須縮短組件的壽命，從而影響終使用效果。

開關電源和線性電源之間的差異主要在于它們的工作方式。

線性電源電源設備處于線性狀態，這意味著電源設備只要一直處于使用狀態就一直在工作，因此也導致其工作效率較低，通常為50％？60％。 他是一個特別線性的電源。線性電源的工作模式要求他具有從高壓到低壓的壓力設備（通常是變壓器）和其他和KX相似的電源，然后在整流后輸出DC電壓。結果，他笨重，笨重，效率低下又很熱。他還具有自己的優點：紋波小，調整率好，外部干擾小。適用于模擬電路，各種放大器等

開關電源。他的電源在開關狀態下工作（一開，一關，一開，一關，頻率特別快，一般的平面開關電源的頻率為100？200KHz，模塊電源為300？500KHZ）。這樣，他的損耗小，效率高，并且對變壓器的要求也必須由具有高磁導率的材料制成。用一點墨水，他的變壓器只是小字。80％的效率？90％

開關電源和線性電源的主要工作原理是上橋和下橋的Mos管依次導通。 首先，電流通過上橋的Mos管流入。 線圈的存儲功能用于收集線圈中的電能，后關閉上橋。mos管，打開下橋的mos管，線圈和電容器繼續向外部供電。然后關閉下橋Mos管，然后打開上橋讓電流進入，并重復這種方式，因為必須依次開關Mos管，因此稱為開關電源。 線性電源不同。 由于沒有干預開關，因此上部水管一直在排水。 如果太多，它將泄漏出去。 這是我們常?？吹降囊恍┚€性電源的Mos管。無完的電能全部轉化為熱能。從這個角度來看，線性電源的轉換效率特別低，并且當熱量很高時，必須縮短組件的壽命，這會影響終的使用效果。 換句話說，開關電源和線性電源之間的差異主要在于它們的工作方式。 線性電源電源設備處于線性狀態，這意味著電源設備只要一直處于使用狀態就一直在工作，因此也導致其工作效率較低，通常為50％？60％。 他是一個特別線性的電源。線性電源的工作模式要求他具有從高壓到低壓的壓力設備（通常是變壓器）和其他和KX相似的電源，然后在整流后輸出DC電壓。結果，他笨重，笨重，效率低下又很熱。他還具有自己的優點：紋波小，調整率好，外部干擾小。適用于模擬電路，各種放大器等 開關電源。他的電源工作在開關狀態（開，關，開，關，頻率特別快，一般的平面開關電源的頻率是100？200KHz，模塊電源為300？500KHZ）。這樣，他損耗低，效率高，并且對變壓器有要求。 它必須由效率較低的高滲透性材料制成。 他的變壓器是一個小詞。效率為80％至90％。據說美國好的VICOR模塊高達99％。開關電源效率高，體積小，但和線性電源相比，其紋波，電壓和電流調節率低。 本文從工作方法的角度分析了線性電源和開關電源的區別。 期望您閱讀本文后能理解兩者之間的區別。

開關電源輸入部分的電路圖分析

下圖中白色線圈所包圍的部分是開關電源的輸入部分。

為了提高開關電源的可靠性和安全性，開關電源被設計為具有多重愛護，并且在組件選擇上有特別要求。

短路愛護：由熔斷器FU完成，當后臺電路由于其他原因短路或過流時，電流增加，熔斷器燒斷，并起到愛護作用；

接地愛護：這種良好的理解是為了減少電擊和短路雜散干擾信號的風險；

防雷措施：由壓敏電阻保險絲FU完成。 雷電是高壓。 當它進入電網時，施加到壓敏電阻的電壓超過其額定值，壓敏電阻的電阻迅速減小，電流飆升，保險絲燒斷。 愛護后端電路。

防電涌愛護措施：NTC熱敏電阻串聯在電路中，以愛護整流橋，使其啟動電流不超過大整流電流。如果沒有此愛護，則整流橋后面的濾波電容器等效于電源打開時的短路。 此時，流過的電流特別大，將燒毀整流橋。添加熱敏電阻后，其電阻值在啟動時會更大，從而限制了浪涌電流。 接通電源數十秒后，電阻值將降至特別低的水平，這幾乎對電路沒有影響。 此時，濾波電容器被充電。

針對電磁干擾（過電壓，過電流等）有多種愛護措施。）。和開關電源中的操縱電路一樣，它們簡單受到外部電磁干擾并觸發這些電路，從而導致電路的輸出電壓發生變化，因此有必要濾除這種外部干擾信號； 此外，在開關電源的高頻狀態下，它很簡單通過電源傳輸到外部，從而對其他電子設備造成干擾。 這部分干擾也需要濾除。它具有輸入抗干擾電路。有兩種類型的干擾：差模干擾和共模干擾（相對于地面）。 輸入L和N之間的信號關系。通過安全法規X，Y電容器和共模電感可以去除兩種干擾。Y電容和共模電感用于去除共模干擾，X電容用于去除差模干擾。R是放電電阻，用于放電電容器中的電荷。應該注意的是，這里的安全電容器不能用一般電容器代替。

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