鉅大LARGE | 點擊量:1592次 | 2020年02月12日
線性電源和開關電源區(qū)別_線性電源和開關電源的優(yōu)缺點
電源系統(tǒng)是電路設計中的能量源泉,好的電源系統(tǒng)是電路穩(wěn)定的基礎和保障。線性電源和開關電源是市面上常見的兩種電源,這兩者有什么區(qū)別呢?
線性電源和開關電源的區(qū)別
線性電源的調整管工作在放大狀態(tài),因而發(fā)熱量大,效率低(35%左右),需要加體積龐大的散熱片,而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當要制作多組電壓輸出時變壓器會更龐大。
開關電源的調整管工作在飽和和截至狀態(tài),因而發(fā)熱量小,效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波(50mVat5Voutputtypical),在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善,另外由于開關管工作是會產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很?。?mV以下)。
對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關電源為佳,對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方(例如電容漏電檢測)多選用線性電源。另外當電路中需要作隔離的時候現(xiàn)在多數(shù)用DC-DC來做對隔離部分供電(DC-DC從其工作原理上來說就是開關電源)。還有,開關電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻煩。
開關電源和線性電源在內部結構上是完全不一樣的,開關電源顧名思義有開關動作,它利用變占空比或變頻的方法實現(xiàn)不同的電壓,實現(xiàn)較為復雜,最大的優(yōu)點是高效率,一般在90%以上,缺點是文波和開關噪聲較大,適用于對文波和噪聲要求不高的場合;而線性電源沒有開關動作,屬于連續(xù)模擬控制,內部結構相對簡單,芯片面積也較小,成本較低,優(yōu)點是成本低,文波噪聲小,最大的缺點是效率低。它們各有缺點在應用上互補共存!
線性電源優(yōu)點
1、線性的看著笨重,功率完全取決于變壓器和調整管,效率雖低但是不會引入額外的干擾,也就是說電磁干擾小,紋波系數(shù)很低,可忽略不計。對于監(jiān)控來說,沒有比這個優(yōu)點還要好的了,圖像質量的好壞與電源的關系非常大。尤其對于小幅值的模擬信號(音頻源和視頻源等)對電源的要求非常高,所以一些發(fā)燒音響中的電源都采用變壓器而不用開關電源。
2、穩(wěn)壓率高、設計簡單,維修維護非常方便,出現(xiàn)故障,稍懂電子的技術人員就能維修,維修成本比開關電源少得多。
3、抗雷擊性能好。由于變壓器的結構是兩個線圈和鐵芯,加在線圈兩端的電壓不能突變,故對瞬間的高壓有很強的抑制性。所以在一次雷擊事故中,變壓器的電源存活了下來,而開關電源無一例外的燒毀了。
線性電源缺點
1、效率低。由于變壓器是一個電磁電的轉換過程,避免不了存在鐵損和銅損,效率低。
2、輸入范圍窄。一般只有200V240V之間吧,小于這個范圍,輸出電壓不夠,大于這個范圍,變壓器可能就會燒毀。這個電壓范圍絕大多數(shù)的場合是夠用的,不必去過多的考慮。再者變壓器體積較開關電源大,笨重。
開關電源的優(yōu)點
1、效率較高,體積小。由于開關電源的電壓控制是利用功率半導體器件的飽和區(qū)通過調整他的開通時間或頻率達到的,所以就不存在鐵損和銅損,元器件的損耗可以忽略不計,比較變壓器而言效率較高;由于它只有元器件和電路板,因而體積就會很小,重量也較輕。
2、電壓輸入范圍寬。一般可達到160V-270之間。
開關電源的缺點
1、開關電源看著小巧,功率和磁心變壓器以及控制方式有關,電磁干擾大,紋波系數(shù)大。尤其有音頻、視頻的范疇內,對電磁干擾非常敏感,在音頻表現(xiàn)為音色不純厚,可能會有絲絲聲;在視頻表現(xiàn)為,圖像可能會有細小的紋波,不細膩。
2、設計復雜,維護維修不方便。往往越是復雜的設備出現(xiàn)的問題的可能性就越大,而且開關電源一旦出現(xiàn)問題,一般非專業(yè)人士是維修不了的,找別人維修,費用又太高,還不如廢棄掉。
3、體積小是開關電源的優(yōu)點,但設計不好就成為它的缺點了。為了追求更小,一大把元器件擠在一個小殼子里,散熱不好,我們以前用的當中也出現(xiàn)過外殼變形的現(xiàn)象。
4、開關電源的元器件在選擇上也不是很規(guī)范,這是國產(chǎn)開關電源的通病。國家有關質檢部門檢驗市場上的開關電源發(fā)現(xiàn),有過半數(shù)的不合格,這其中還包括進口開關電源。
5、最大的一點就是抗雷擊能力非常低。在監(jiān)控系統(tǒng)中,遭遇雷擊的可能也非常大,主要表現(xiàn)為從電源串入,直接雷擊的可能性非常小。一旦220V的電壓突然變高,開關電源在瞬間就被燒毀。前段時間的一個監(jiān)控系統(tǒng)中,在一個雷過后,監(jiān)控總閘跳了,再合上閘后,大部分攝像機還正常工作,一部分監(jiān)視器顯示無視頻信號。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),無視頻信號的全部都是開關電源(施工時有的地方安裝不方便,就用了開關電源),最后又在攝像機桿上安裝上了電源箱,換上了變壓器電源。
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