開關(guān)電源與線性電源的優(yōu)缺點(diǎn)和區(qū)別

2019-03-19 14:21:55

電源是電路設(shè)計(jì)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(guān)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(yīng)用上的不同。
一、開關(guān)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(guò)一個(gè)工頻變壓器降壓成低壓交流電之后，通過(guò)整流和濾波形成直流電，最后通過(guò)穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的低壓直流電。電路中調(diào)整元件工作在線性狀態(tài).
　　開關(guān)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(guān)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(guān)電源與線性電源的優(yōu)缺點(diǎn)
1.開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)
　　主要優(yōu)點(diǎn)：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(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化。
　　主要缺點(diǎn)：由于逆變電路中會(huì)產(chǎn)生高頻電壓，對(duì)周圍設(shè)備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地。交流電經(jīng)過(guò)整流，可以得到直流電。但是，由于交流電壓及負(fù)載電流的變化，整流后得到的直流電壓通常會(huì)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(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。
2.線性電源的優(yōu)缺點(diǎn)
　　優(yōu)點(diǎn)：線性電源的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、輸出紋波小、高頻干擾小。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單給我們帶來(lái)的最大好處是維修方便，維修一臺(tái)線性電源的難度往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于開關(guān)電源，線性電源的維修成功率也大大高于開關(guān)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(shuō)輸出直流電純凈度越高，這也正是直流電源品質(zhì)的重要標(biāo)志。過(guò)高紋波的直流電將影響收發(fā)信機(jī)的正常工作。目前高檔線性電源紋波可以達(dá)到0.5mV的水平，一般產(chǎn)品可以做到5mV水平。線性電源沒(méi)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(méi)有高頻干擾/高頻噪聲。
　　缺點(diǎn)：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(dāng)大，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時(shí)，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計(jì)算機(jī)等設(shè)備的需要，將逐步被開關(guān)電源所取代。
三、開關(guān)電源與線性電源應(yīng)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(shuō)他一用起來(lái)功率器件就是一直在工作，所以也就導(dǎo)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(guān)電源沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)：紋波小，調(diào)整率好，對(duì)外干擾小。適合用與模擬電路，各類放大器等。
　　開關(guān)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(shù)的不斷發(fā)展，開關(guān)電源的設(shè)計(jì)也越來(lái)越科學(xué)，開關(guān)電源的缺點(diǎn)將慢慢被消除，所以開關(guān)電源將是以后應(yīng)用的主流趨勢(shì)，逐漸代替線性電源。

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