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開關電源和線性電源的區(qū)別

    每種拓撲都有其自身的特點和適用場合。一些拓撲適用于離線式(電網(wǎng)供電的)AC/DC變換器。其中有些適合小功率輸出(<200W),有些適合大功率輸出;有些適合高壓輸入(≥220V AC),有些適合120V AC或者更低輸入的場合;有些在高壓直流輸出(>~200V)或者多組(4~5組以上)輸出場合有的優(yōu)勢;有些在相同輸出功率下使用器件較少或是在器件數(shù)與可靠性之間有較好的折中。較小的輸入/輸出紋波和噪聲也是選擇拓撲經(jīng)?紤]的因素。
  一些拓撲更適用于DC/DC變換器。選擇時還要看是大功率還是小功率,高壓輸出還是低壓輸出,以及是否要求器件盡量少等。另外,有些拓撲自身有缺陷,需要附加復雜且難以定量分析的電路才能工作。
  因此,要恰當選擇拓撲,熟悉各種不同拓撲的優(yōu)缺點及適用范圍是非常重要的。錯誤的選擇會使電源設計一開始就注定失敗。
  開關電源常用拓撲:
  buck開關型調(diào)整器拓撲 、boost開關調(diào)整器拓撲 、反極性開關調(diào)整器拓撲 、推挽拓撲 、正激變換器拓撲 、雙端正激變換器拓撲 、交錯正激變換器拓撲 、半橋變換器拓撲 、全橋變換器拓撲 、反激變換器 、電流模式拓撲和電流饋電拓撲 、SCR振諧拓撲 、CUK變換器拓撲。

    開關電源,是通過電子技術實現(xiàn)的,主要環(huán)節(jié):整流成直流電——逆變成所需電壓的交流電(主要來調(diào)整電壓)——再經(jīng)過整流成直流電壓輸出。
  開關電源的結(jié)構(gòu)中由于中間沒有變壓器和散熱片,因而體積非常小。同時,開關電源內(nèi)部都是電子元件,效率高、發(fā)熱小。雖然,具有電磁干擾等缺點,但現(xiàn)在的屏蔽技術已經(jīng)非常到位。
  開關電源大體可以分為隔離和非隔離兩種,隔離型的必定有開關變壓器,而非隔離的未必一定有。
  簡單地說,開關電源的工作原理是:
  1、交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;
  2、通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上;
  3、開關變壓器次級感應出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負載;
  4、輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩(wěn)定輸出的目的、
  交流電源輸入時一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西,過濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾;在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源。
  以上說的就是開關電源的大致工作原理。
  其實現(xiàn)在已經(jīng)有了集成度非常高的專用芯片,可以使外圍電路非常簡單,甚至做到免調(diào)試。例如TOP系列的開關電源芯片(或稱模塊),只要配合一些阻容元件,和一個開關變壓器,就可以做成一個基本的開關電源
  開關電源的主要工作原理就是上橋和下橋的Mos管輪流導通,首先電流通過上橋Mos管流入,利用線圈的存儲功能,將電能集聚在線圈中,最后關閉上橋Mos管,打開下橋的Mos管,線圈和電容持續(xù)給外部供電。然后又關閉下橋Mos管,再打開上橋讓電流進入,就這樣重復進行,因為要輪流開關Mos管,所以稱為開關電源。
  而線性電源就不一樣了,由于沒有開關介入,使得上水管一直在放水,如果有多的,就會漏出來,這就是我們經(jīng)常看到的某些線性電源的Mos管發(fā)熱量很大,用不完的電能,全部轉(zhuǎn)換成了熱能。從這個角度來看,線性電源的轉(zhuǎn)換效率就非常低了,而且熱量高的時候,元件的壽命勢必要下降,影響最終的使用效果 。
  開關電源和線性電源的區(qū)別主要是他們的工作方式。
  線性電源功率器件工作在線性狀態(tài),也就是說它一用起來功率器件就是一直在工作,所以也就導致它的工作效率低,一般在35%~60%,還得說它是很好的線性電源。線性電源的工作方式,使它從高壓變低壓必須有將壓裝置,一般的都是變壓器,也有別的像KX電源,再經(jīng)過整流輸出直流電壓。這樣一來它的體積也就很大,笨重,效率低、發(fā)熱量也大。它也有它的優(yōu)點:紋波小,調(diào)整率好,對外干擾小。適合用于模擬電路,各類放大器等。


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