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1 # 學習vs遊戲
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2 # Talk工控白
電子產品日益更新快,又加上電子綠色倡導,於是電子產品更加註重高效節能、綠色環保。因此,一方面線上性穩壓電源方面,把封裝做的更小,耗能更低。另一方面,加大開關電源技術的開發,從源頭解決功耗,實現開關電源產品的綠色環保。
線性電源工作原理
此圖就是線性電源工作原理圖。圖中的誤差放大器來抓取反饋訊號用於控制MOSFET(晶體三極體)的門極訊號,透過管控流過電晶體的電流控制調整管的壓降,從而輸出穩定的電壓,因此這種電源也叫線性電源。
開關電源的工作原理此圖是開關電源工作原理圖。由圖中的誤差放大器來抓取反饋訊號用於控制MOSFET(晶體三極體)Q1的門極訊號來管控Q1的開關,透過Q1的開關來實現Lo和Co的能量儲存工作,保證穩定的電壓輸出,此時圖中的Q1工作處於截止或飽和狀態,所以把這種電源叫做開關電源。
線性電源和開關電源區別
線性電源的調整管工作在放大狀態,它的發熱量大,效率低,還要加體積較大的散熱片,同時還需要體積一樣大的工頻變壓器,若是多路電壓輸出的線性電源體積會更大。
開關電源的調整管工作在飽和/截止狀態,發熱量小,效率高,大體積的變壓器省掉。可是開關電源輸出直流時會疊加較大紋波,在輸出端用穩壓二極體可改善,另外就是開關電源會產生很大的尖峰脈衝干擾,因此電路中需要串聯磁珠來改善。對於線性電源來說,就沒有這麼多缺點,而且紋波可以做到很小。
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3 # 縷縷松
線性電源和開關電源的主要區別有:
線性電源的損耗較開關電源大;線性電源的效率較開關電源低;線性電源的對外干擾較開關電源小;原因說明類似7805等晶片做的電源就是線性電源,其降壓是透過多餘能量的損失來實現。
比如7805的輸入電壓是10V,輸出電壓是5V,輸出電流是0.2A。那麼7805輸入與輸出之間的壓降是5V。在電源工作期間,一直有電流流過,假設該電流也是0.2A,那麼7805的損耗就是1W,效率約為50%。
再來看開關電源,比如BUCK降壓電路,其拓撲結構如下。
BUCK開關電源的工作原理是:
開關管導通時電流從輸入電源Vin流出到開關管SW,到輸出電感Lo,最後到輸出電容Co和負載RL,如下圖紅色箭頭方向。開關管截止時,沒有電流從輸入電源流出,負載電流由輸出電感Lo和輸出電容Co提供,由於電感Lo的儲能作用,其電流會透過續流二極體續流D,如下圖藍色箭頭方向。假設開關管、輸出電感、續流二極體都是理想器件,即導通電壓為0V,開通和關斷是電壓變化斜率無窮大,那麼對開關電源來說其損耗將為0。只不過,現實中的器件並非理想器件,實際上會有導通損耗和開關損耗,但總損耗比線性電源小很多,下圖是TPS54260 BUCK控制晶片在不同輸出電流下的效率曲線。
以上就是線性電源損耗大,效率低的原因。
而開關電源干擾大就是應為開關管高頻率導通、關斷造成的,在導通和關斷時,電壓和電流的變化率很大,這就是造成干擾的原因。而線性電源沒有這種開關變化,所以幾乎不造成對外的高頻干擾。
口口木的筆記 2019-2-15
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4 # 老槐樹60456636
線性電源和開關電源,說的都是交流電轉變成直流電的裝置,即整流電源。前者主要電路是變壓器+整流電路,得到低壓直流電。後者利用整流電路+高頻電子開關得到低壓直流電。比較而言,後者輸出電壓穩定、輸入電壓範圍寬,而且體積小、重量輕、成本低,因此越來越多的得到應用。
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5 # 黑色的風zZ
開關電源沒有主變壓器,整流出來的直流電再透過功率開關管調頻降壓出來。線性電源主要靠主變壓器降壓直接得出。兩個電源原理就像以前那種又大又笨重的銅絲焊機跟現在又小又便宜的焊機。為了降壓同時也達到所需功率,線性電源必須一塊很大的主變壓器,不過它輸出的電沒有脈衝,這優點適合電子領域例如電腦電源的使用,持續不斷的電源也不會對脈衝敏感的電腦產生影響。不過也不是開關電源不好,它大大降低了變壓器的質量,而且電轉換效率高,所以一些工業領域很適合這些開關電源例如使用IGBT管的氬弧焊機。當然現在很多東西也利用線性電源跟開關電源的優點整合而成的電源,又例如高功率的電腦電源,為了提高更高的電轉換效率,用上開關管,但同樣為了穩定電壓電流輸出,也用上了變壓器電容等。
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6 # 四重奏6028217
線性電源和開關電源有什麼區別?首先它們都是在額定指標範圍內,向負載提供穩定的電壓或電流的電源。但它們達到目的的手段不同。適應範圍也不大一樣。
線性電源的工作原理想對簡單,它的工作過程可等效為一個可調電阻,降壓時把高於所需電壓的部分變成熱量消耗掉。就好比做了十人一桌的酒席如果只有一個人就歺,線性電源的辦法是找9個人幫忙吃掉。故降壓幅度越大、效率越低、浪費越大。
所以線性電源不適合高壓差電路且只能降壓不能升壓。由於這種電源內的電晶體工作線上性放大區而不是開關狀態,所以輸出平滑乾淨無諧波,對負載沒有干擾更適合用於精密裝置。
而開關電源的最大優點是效率高,因此更適合高壓差、大功率場合。如果還用酒席作比喻,它會根據就歺人數來自動調整出菜量,有幾個人做幾個人的飯,基本不會浪費。
它的名稱之所以叫開關電源,是因為它內部的功率器件是工作在開關狀態,這是它效率高的關鍵所在。人們平時經常會探討如何才能省電,有人回答最為乾脆:不用最省!這本是一句賭氣調侃的話,但開關電源就是依照這個原則研發的。它採用完全導通和徹底截止兩種狀態交替工作,不像線性電源那樣有一個大電阻在一刻不停的消耗“多餘”的電能。
開關電源導通時內阻極小能耗很低,截止時又完全沒有能量消耗,所以具有很高的效率。這種電路用調整導通和截的不同時間(即佔空比)實現不同能量的傳遞。由於這種導通關斷的頻率達每秒幾十千次,電源內部的變壓器也可以做得很小,從而實現了電源體積的小型化,同時也讓開關電源即可降壓也能用來升壓。是目前應用最廣的電源。
但開關電源的缺點也是明顯的,就是功率管開關過程產生的大量諧波。由於頻率很高且頻譜複雜,很難濾除。這些干擾即可隨電線傳播也能向空間輻射,所以對外干擾很嚴重,現在幾乎成了公害。這也是現在電器都強調電磁相容效能的原因。以上是我的回答。
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7 # 歷史的重負
線性電源,就是變壓器電源,低頻交流電,只能純粹用電容穩壓的模擬器件,缺點是成本高,笨重,發熱量大,效率極低,不能持續大電流,優點是沒有高頻干擾,只有工頻干擾……開關電源,是開關管高頻震盪,用高頻交流電來大幅度提高輸出能量密度,來模擬得到近似於直流電的“完美波形”,但缺點是高頻干擾大,,
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8 # 蘇州賈以方科技
這個問題相對來說比較簡單,如下圖,任何電子產品用這種變壓器的就算線性電源,反之你見到那種長方形的電源就算開關電源;線性電源的優點就是抗干擾能力強,主要原因就是干擾訊號被變壓器隔離了,噪音很小,我們市面上用的功放,它為什麼重,裡面就用到了一個很大的變壓器,還有一些很精密的裝置它用的也是這種電源,但它的缺點也是比較多的,損耗很大,變壓器長時間使用會發熱,使用效率低,帶負載能力也差,一般不會用它去帶功率大點的負載,所以線性電源一般用於給主機板供電使用較多;而開關電源基本上就是為解決線性電源不足而產生的,帶負載能力明顯高於線性電源,而且長距離供電問題也不大,50米以內,具體要看功率 ,這裡主要就是設計了反饋電路,用於提升長距離供電電壓不足的問題,所以很多開關電源邊上都有一個可以微調電壓的電位器,透過調節電阻可以提高電壓,缺點也很顯,就是需要頻煩的導通開關管來工作,所以就衍生出了高頻干擾,雖然電路有電磁干擾的設計,但不是所有品牌的開關電源都能做好,尤其是一小品牌,為了低價犧牲了很多東西,而所選 的比較 差的電源的時候往往導致裝置執行出故障,我這個是親身經歷的,我的影片裡就有一個關於門禁電源干擾讀卡器的影片,最後發現原來是開關電源干擾造成的;
綜上所述,如果你是使用者,那你要看裝置的具體情況,目前很多裝置都使用的是開關電源,包括那種很小的兩頭帶線的小電源,12V2A的,光貓,路由器等都是用的這種,畢竟體積小,方便,價格也不貴,如果你是設計者那你要看你產品的性質,有些場合是不適合用開關電源的,雖然也有比較好的開關電源,但最好選有品牌保證的,一定要測試一下效果。
回覆列表
先來看看線性電源與開關電源各自的定義:線性電源:英文名稱Linear power supply,是先將交流電經過變壓器降低電壓幅值,再經過整流電路整流後,得到脈衝直流電,後經濾波得到帶有微小波紋電壓的直流電壓。要達到高精度的直流電壓,必須經過穩壓電路進行穩壓。
簡單的線性穩壓直流電源電路圖:
開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈衝寬度調製(PWM)控制IC和MOSFET構成。簡單的開關電源電路圖:
線性電源和開關電源有什麼區別?線性電源: 沒有開關部品,直接透過線性變壓器的匝數比來實現降壓,將輸入電壓降壓整流濾波後得到所需電壓;
開關電源:1、利用MOSFET或者電晶體的高速開啟/關斷效能.把提供的DC電源斬成頻率一定的AC方波,2、AC方波透過變壓器進行能量傳遞和電壓變更,3、透過輸出整流來獲得穩定的DC輸出電壓。
(零是起源寫)
線性電源是透過低端降壓/穩壓技術實現電源的應用,輸入一定要高於輸出,只能單路輸出,只能用於10W以下,如超過10W,散熱器的大小將變得又大又貴;開關電源對比線性電源,有更高的效率和靈活性,對比同功率輸出,散熱器會小很多,可以實現多路輸出。
特性對比:線性電源散熱片大,變壓器大,不用考慮EMI;開關電源變壓器小,散熱片小,需考慮EMI和RF問題。
開關電源和線性電源詳細比較: