在原理上线性电源和开关电源有何区别
线性电源是电路设计中的重要部分,电源的稳定性在很大程度上决定了电路的稳定性。开关电源是将交流电先整流成直流电,在将直流逆变成交流电,在整流输出成所需要的直流电压。这样开关电源省去线性电源中的变压器,以及电压反馈电路。而开关电源中的逆变电路完全是数字调整,同样能达到非常高的调整精度。
一、开关电源与线性电源的区别
1、 基本原理
线性电源:市电经过一个工频变压器降压成低压交流电之后,通过整流和滤波形成直流电,最后通过稳压电路输出稳定的低压直流电。
开关电源:输入端直接将交流电整流变成直流电,再在高频震荡电路的作用下用开关管控制电流的通断,形成高频脉冲电流。在电感的帮助下,输出稳定的低压直流电。
2、 基本应用
线性电源:功率器件工作在线性状态,一用起来功率器件就是一直在工作,所以它的工作效率低,但是线性电源有开关电源没有的优点:纹波小,调整率好,对外干扰小,适合用与模拟电路,各类放大器等。
开关电源:体积小、电流大、效率高,但是纹波大、干扰大。
3、 滤波电压
线性电源: 没有开关部品,直接通过线性变压器的匝数比来实现降压,将输入电压降压整流滤波后得到所需电压;
开关电源:利用MOSFET或者晶体管的高速开启/关断性能,把提供的DC电源斩成频率一定的AC方波;AC方波通过变压器进行能量传递和电压变更;通过输出整流来获得稳定的DC输出电压。
二、开关电源的优缺点
优点:体积小、重量轻、效率高、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化
缺点:由于逆变电路中会产生高频电压,对周围设备有一定的干扰;需要良好的屏蔽及接地;交流电经过整流,可以得到直流电。
三、线性电源的优缺点
优点:结构相对简单、输出纹波小、高频干扰小,维修方便。
缺点:需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波的体积和重量也相当大,而且电压反馈电路是工作在线性状态,调整管上有一定的电压降,在输出较大工作电流时,致使调整管的功耗太大,转换效率低,还要安装很大的散热片。
程控线性电源简化的方框图
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