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    浅析线性电源和开关电源的应用

    发布时间: 2021-03-10  点击次数: 93次

    都是直流电按需求不相同运用不相同,线性电源输出的是线性直流电,能够用在需求高的场合,开关电源次之,他是由很高的开关速度的变压器和开关管,特点是分量小,容量大,输出质量高,相控电原用在需求不高,电流特大的场合

     

    线性电源,开关电源差异

     

    线性电源的调整管作业在扩大状况,因此发热量大,功率低(35%摆布),需求加体积巨大的散热片,并且还需求相同也是大体积的工频变压器,当要制造多组电压输出时变压器会更巨大。

     

    开关电源的调整管作业在饱和和到状况,因此发热量小,功率高(75%以上)并且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mVat5Voutputtypical),在输出端并接稳压二极管能够改进,另外因为开关管作业是会发作很大的尖峰脉冲搅扰,也需求在电路中串连磁珠加以改进。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波能够做的很小(5mV以下)。

     

    关于电源功率和装置体积有需求的当地用开关电源为佳,关于电磁搅扰和电源纯洁性有需求的当地(例如电容漏电检测)多选用线性电源。另外当电路中需求作阻隔的时分如今大都用DC-DC来做对阻隔有些供电(DC-DC从其作业原理上来说即是开关电源)。还有,开关电源中用到的高频变压器能够绕制起来对比麻烦

     

    开关电源和线性电源在内部构造上是彻底不相同的,开关电源望文生义有开关动作,它运用变占空比或变频的办法完成不相同的电压,完成较为杂乱,大的长处是高功率,通常在90%以上,缺陷是文波和开关噪声较大,适用于对文波和噪声需求不高的场合;而线性电源没有开关动作,属于接连模仿操控,内部构造相对简略,芯片面积也较小,成本较低,长处是成本低,文波噪声小,大的缺陷是功率低。它们各有有缺陷在应用上互补共存!

     

    一、线性电源的原理:

     

    线性电源首要包含工频变压器、输出整流滤波器、操控电路、维护电路等。线性电源是先将沟通电通过变压器变压,再通过整流电路整流滤波得到未安稳的直流电压,要到达高精度的直流电压,有必要通过电压反应调整输出电压,这种电源技能很成熟,能够到达很高的安稳度,波纹也很小,并且没有开关电源具有的搅扰与噪音。可是它的缺陷是需求巨大而粗笨的变压器,所需的滤波电容的体积和分量也相当大,并且电压反应电路是作业在线性状况,调整管上有必定的电压降,在输出较大作业电流时,致使调整管的功耗太大,变换功率低,还要装置很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的需求,将逐渐被开关电源所替代。

     

    二、开关电源的原理:

     

    开关电源首要包含输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、操控电路、维护电路。

     

    它们的功用是:

     

    1、输入电网滤波器:消除来自电网,如电动机的启动、电器的开关、雷击等发作的搅扰,一起也避免开关电源发作的高频噪声向电网分散。

     

    2、输入整流滤波器:将电网输入电压进行整流滤波,为变换器提供直流电压。

     

    3、逆变器:是开关电源的要害有些。它把直流电压变换成高频沟通电压,并且起到将输出有些与输入电网阻隔的作用。

     

    4、输出整流滤波器:将变换器输出的高频沟通电压整流滤波得到需求的直流电压,一起还避免高频噪声对负载的搅扰。

     

    5、操控电路:检测输出直流电压,并将其与基准电压对比,进行扩大。调制振荡器的脉冲宽度,然后操控变换器以坚持输出电压的安稳。

     

    6、维护电路:当开关电源发作过电压、过电流短路时,维护电路使开关电源停止作业以维护负载和电源本身。

     

    开关电源是将沟通电先整流成直流电,在将直流逆成为沟通电,在整流输出成所需求的直流电压。这样开关电源省去下线性电源中的变压器,以及电压反应电路。而开关电源中的逆变电路彻底是数字调整,相同能到达十分高的调整精度。

     

    开关电源的首要长处:

     

    体积小、分量轻(体积和分量只需线性电源的20~30%)、功率高(通常为60~70%,而线性电源只需30~40%)、本身抗搅扰性强、输出电压规模宽、模块化。

     

    开关电源的首要缺陷:

     

    因为逆变电路中会发作高频电压,对周围设备有必定的搅扰。需求杰出的屏蔽及接地

     

    开关电源即是用通过电路操控开关管进行高速的道通与截止.将直流电转化为高频率的沟通电提供给变压器进行变压,然后发作所需求的一组或多组电压!转华为高频沟通电的原因是高频沟通在变压器变压电路中的功率要比50Hz高许多.所以开关变压器能够做的很小,并且作业时不是很热!!成本很低.假如不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义!!开关变压器也不神秘.即是一个通常的变压器!这即是开关电源。

     

    开关电源,是通过电子技能完成的,首要环节:整流成直流电——逆成为所需电压的沟通电(首要来调整电压)——再通过整流成直流电压输出。

     

    开关电源的构造中因为中间没有变压器和散热片,因此体积十分小。一起,开关电源内部都是电子元件,功率高、发热小。尽管,具有电磁搅扰等缺陷,但如今的屏蔽技能现已十分到位。

     

    开关电源大体能够分为阻隔和非阻隔两种,阻隔型的必定有开关变压器,而非阻隔的未必必定有。

     

    简略地说,开关电源的作业原理是:

     

    1.沟通电源输入经整流滤波成直流;

     

    2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号操控开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;

     

    3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;

     

    4.输出有些通过必定的电路反应给操控电路,操控PWM占空比,以到达安稳输出的目的.

     

    沟通电源输入时通常要通过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的搅扰,一起也过滤掉电源对电网的搅扰;在功率相一起,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的需求就越高;开关变压器的次级能够有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需求的输出;通常还应该添加一些维护电路,比方空载、短路等维护,否则能够会焚毁开关电源。

     

    以上说的即是开关电源的大致作业原理。

     

    本来如今现已有了集成度十分高的芯片,能够使外围电路十分简略,乃至做到免调试。

     

    例如TOP系列的开关电源芯片(或称模块),只需合作一些阻容元件,和一个开关变压器,就能够做成一个基本的开关电源。

     

    开关电源&线性电源

     

    开关电源的首要作业原理即是上桥和下桥的Mos管轮番导通,首要电流通过上桥Mos管流入,运用线圈的存储功用,将电能集聚在线圈中,后关闭上桥Mos管,翻开下桥的Mos管,线圈和电容继续给外部供电。然后又关闭下桥Mos管,再翻开上桥让电流进入,就这样重复进行,因为要轮番开关Mos管,所以称为开关电源。

     

    而线性电源就不相同了,因为没有开关介入,使得上水管一直在放水,假如有多的,就会漏出来,这即是我们常常看到的某些线性电源的Mos管发热量很大,用不完的电能,悉数变换成了热能。从这个视点来看,线性电源的变换功率就十分低了,并且热量高的时分,元件的寿数势必要下降,影响终究的运用作用。

     

    开关电源和线性电源的差异首要是他们的作业方式。

     

    线性电源功率器材作业在线性状况,也即是说他一用起来功率器材即是一直在作业,所以也就致使他的作业功率低,通常在50%~60%,还得说他是很好的线性电源。线性电源的作业方式,使他从高压变低压有必要有将压装置,通常的都是变压器,也有别的像KX电源,再通过整流输出直流电压。这样一来他的体积也就很大,粗笨,功率低、发热量也大。他也有他的长处:纹波小,调整率好,对外搅扰小。适合用与模仿电路,各类扩大器等。

     

    开关电源。

     

    他的功率器材作业在开关状况,(一开一关,一开一关,频率十分快,通常的平板开关电源频率在100~200KHz,模块电源在300~500KHZ).这样他的损耗就小,功率也就高,对变压器也有了需求,要用高磁导率的资料来做.有点墨迹了,他的变压器即是一个字小.功率80%~90%吧.听说美国的VICOR模块高达99%.开关电源的功率高体积小,可是和线性电源比他的纹波,电压电流调整率就有折扣了。

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