開關電源與線性電源的優(yōu)缺點和區(qū)別

2019-03-19 14:21:55

電源是電路設計中的重要部分，電源的穩(wěn)定性在很大程度上決定了電路的穩(wěn)定性。線性電源和開關電源是比較常見的兩種電源，在原理上有很大的不同，原理上的不同決定了兩者應用上的不同。
一、開關電源與線性電源原理上的區(qū)別
　　線性電源的基本原理是市電經(jīng)過一個工頻變壓器降壓成低壓交流電之后，通過整流和濾波形成直流電，最后通過穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的低壓直流電。電路中調整元件工作在線性狀態(tài).
　　開關電源的基本原理是輸入端直接將交流電整流變成直流電，再在高頻震蕩電路的作用下，用開關管控制電流的通斷，形成高頻脈沖電流。在電感(高頻變壓器)的幫助下，輸出穩(wěn)定的低壓直流電。
二、開關電源與線性電源的優(yōu)缺點
1.開關電源的優(yōu)缺點
　　主要優(yōu)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。
　　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。交流電經(jīng)過整流，可以得到直流電。但是，由于交流電壓及負載電流的變化，整流后得到的直流電壓通常會造成20%到40%的電壓變化。為了得到穩(wěn)定的直流電壓，必須采用穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)穩(wěn)壓。
2.線性電源的優(yōu)缺點
　　優(yōu)點：線性電源的優(yōu)點是結構相對簡單、輸出紋波小、高頻干擾小。結構簡單給我們帶來的最大好處是維修方便，維修一臺線性電源的難度往往遠遠低于開關電源，線性電源的維修成功率也大大高于開關電源。紋波是疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量。輸出紋波越小也就是說輸出直流電純凈度越高，這也正是直流電源品質的重要標志。過高紋波的直流電將影響收發(fā)信機的正常工作。目前高檔線性電源紋波可以達到0.5mV的水平，一般產品可以做到5mV水平。線性電源沒有工作在高頻狀態(tài)下的器件所以如果輸入濾波做得好的話幾乎沒有高頻干擾/高頻噪聲。
　　缺點：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大，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài)，調整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，致使調整管的功耗太大，轉換效率低，還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計算機等設備的需要，將逐步被開關電源所取代。
三、開關電源與線性電源應用上的區(qū)別
　　線性電源功率器件工作在線性狀態(tài)，也就是說他一用起來功率器件就是一直在工作，所以也就導致他的工作效率低，一般在50%~60%，而且體積大，笨重，效率低、發(fā)熱量也大。但是線性電源有開關電源沒有的優(yōu)點：紋波小，調整率好，對外干擾小。適合用與模擬電路，各類放大器等。
　　開關電源體積小、電流大、效率高，但是紋波大、干擾大。隨著電子技術的不斷發(fā)展，開關電源的設計也越來越科學，開關電源的缺點將慢慢被消除，所以開關電源將是以后應用的主流趨勢，逐漸代替線性電源。

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開關電源與線性電源的優(yōu)缺點和區(qū)別

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