线性电源和开关电源的优缺点和原理

线性电源的调节管工作在放大状态，因此发热量大且效率低（约35％）。 它需要增加一个庞大的散热器和一个大功率变压器。 当要产生多组电压输出时，变压器有时会更大。

开关电源的调节管工作在饱和和截止状态，因此发热量小，效率高（大于75％），省去了大容量变压器。但是，较大的纹波（5V输出时的典型值为50mV）将叠加在开关电源的DC输出上。 可以通过将齐纳二极管和输出端子并联来改善它。 其它，由于开关管的操作，会产生较大的峰值脉冲干扰，这也需要通过连接磁珠来改善电路。相对而言，线性电源没有上述缺陷，并且其纹波可能特别小（小于5mV）。

当需要提高电源效率和安装量时，好使用开关电源。 在需要电磁干扰和功率纯度（例如电容泄漏检测）的地方，好使用线性电源。其它，当电路中需要隔离时，DC-DC现在主要用于为隔离的部分供电（DC-DC从其工作原理来看是一种开关电源）。此外，用于开关电源的高频变压器可能会很麻烦

开关电源和线性电源的内部结构完全不同。 顾名思义，开关电源具有开关功能。 它使用可变占空比或频率转换方法来获得不同的电压。 实现更加复杂。 大的优点是效率高。超过90％的缺点是波和开关噪声很大，这适用于不需要波和噪声的场合。 线性电源没有开关作用，并且是连续的模拟操纵。 内部结构相对简单，芯片面积也很小。成本低，优点是成本低，波噪声小，大的缺点是效率低。它们有自己的缺点，并且在应用中彼此互补！

1。 线性电源原理：

线性电源主要包含工频变压器，输出整流滤波器，操纵电路，爱护电路等。 线性电源用于转换通过变压器的交流电，然后通过整流电路的整流和整流获得不稳定的直流电压。 为了获得高精度的直流电压，必须通过电压反馈来调节输出电压。 电源技术特别成熟，可以达到很高的水平。高稳定性，低纹波，无开关电源干扰和噪声。但是它的缺点是，它需要一个庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容器的体积和重量也相当大，并且电压反馈电路处于线性状态，调节管上存在肯定的压降，并且在输出端输出大工作电流。此时，调节管的功率消耗太大，转换效率低，并且还需要大的散热器。该电源不适合计算机和其他设备的需求，将逐渐被开关电源取代。

二，开关电源原理：

开关电源主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，操纵电路，爱护电路。它们的功能是：

1。 输入电网滤波器：去除电网干扰，例如电动机启动，电气开关，雷击等。它还可以预防由开关电源产生的高频噪声扩散到电网。

2。 输入整流器滤波器：对电网的输入电压进行整流和滤波，为转换器提供直流电压。

3。 逆变器：它是开关电源的关键部分。它将直流电压转换为高频交流电压，并起到将输出部分和输入电网隔离的作用。

4。 输出整流滤波器：对变频器输出的高频交流电压进行整流和滤波，获得所需的直流电压，同时预防高频噪声对负载的干扰。

5， 操纵电路：检测输出直流电压，将其和参考电压进行比较，然后放大。振荡器的脉冲宽度被调制以操纵转换器以保持输出电压稳定。

6。 爱护电路：当开关电源中发生过电压或过电流短路时，爱护电路将停止开关电源，以爱护负载和电源本身。

开关电源首先将交流电整流为直流电，然后将直流电转换为交流电，并在整流后输出所需的直流电。这样，开关电源省略了电压反馈电路中的线性电源和变压器。开关电源中的逆变器电路完全经过数字调整，这也可以实现很高的调整精度。

开关电源的主要优点：

体积小，重量轻（体积和重量仅为线性电源的20％至30％），效率高（通常为60％至70％，线性电源仅为30％至40％），强大的自干扰，输出 电压范围宽且模块化。

开关电源的主要缺点：

由于逆变器电路中会产生高频电压，因此会对四周设备造成肯定的干扰。需要良好的屏蔽和接地

开关电源用于通过电路操纵的开关管进行高速通信和切断。将直流电转换为高频交流电，并将其提供给变压器进行电压转换，以生成一组或多组所需的电压！切换到高频交流电的原因是，变压器的变压器电路中的高频交流电的效率远高于50 Hz。因此，可以将开关变压器做得特别小，并且在运行期间不会太热！！成本很低。如果不将50Hz更改为高频，则开关电源毫无意义！！开关变压器并不神奇。这只是一般的变压器！这是一个开关电源。

开关电源是通过电子技术实现的，其主要环节是：整流成直流电源，将所需电压（主要是稳压）转换成交流电源，再整流成直流电压输出。

开关电源的结构特别小，因为中间没有变压器和散热器。同时，开关电源的内部全部是电子元件，效率高，发热量少。完管存在诸如电磁干扰的缺点，但是目前的屏蔽技术已经存在。

开关电源大致可分为两种：隔离型和非隔离型。 隔离类型必须具有开关变压器，非隔离类型不肯定必须具有。

简而言之，开关电源的工作原理是：

1。交流电源输入经过整流并滤波为直流；

2。开关管由高频PWM（脉冲宽度调制）信号操纵，以向开关变压器的初级添加直流电。

3。开关变压器的次级频率产生一个高频电压，该高频电压通过整流和滤波提供给负载。

4。输出部分通过肯定的电路反馈给操纵电路，以操纵PWM的占空比，达到稳定输出的目的。

输入交流电源后，它通常会穿过漂移环和其他物体，以滤除对电网和电网电源的干扰。 在相同功率下，开关频率越高，开关变压器的尺寸越小。但是，对开关管的要求很高。 开关变压器的次级可以具有多个绕组或具有多个抽头的绕组以获得所需的输出； 通常，应增加一些爱护电路，例如空载，短路爱护功能，否则可能损坏开关电源。

以上是开关电源的一般工作原理。

实际上，我们现在有一块具有高度集成度的专用芯片，这可以使外围电路特别简单，甚至可以调试。

例如，只要TOP系列开关电源芯片（或模块）配备有一些电阻和电容元件以及开关变压器，就可以制成基本的开关电源。

开关电源和线性电源

开关电源的主要工作原理是上桥和下桥的Mos管依次导通。 首先，电流通过上桥的Mos管流入。 利用线圈的存储功能，电能集中在线圈中，后闭合上桥的Mos管，下桥的Mos管，线圈和电容器继续向外部供电。然后关闭下桥Mos管，然后打开上桥让电流进入，并重复这种方式，因为必须依次开关Mos管，因此称为开关电源。

线性电源不同。 由于没有干预开关，因此上部水管一直在排水。 如果太多，它将泄漏出去。 这是我们常常看到的一些线性电源的Mos管。无完的电能全部转化为热能。从这个角度来看，线性电源的转换效率特别低，并且当热量很高时，必须缩短组件的寿命，从而影响终使用效果。

开关电源和线性电源之间的差异主要在于它们的工作方式。

线性电源电源设备处于线性状态，这意味着电源设备只要一直处于使用状态就一直在工作，因此也导致其工作效率较低，通常为50％？60％。 他是一个特别线性的电源。线性电源的工作模式要求他具有从高压到低压的压力设备（通常是变压器）和其他和KX相似的电源，然后在整流后输出DC电压。结果，他笨重，笨重，效率低下又很热。他还具有自己的优点：纹波小，调整率好，外部干扰小。适用于模拟电路，各种放大器等

开关电源。他的电源在开关状态下工作（一开，一关，一开，一关，频率特别快，一般的平面开关电源的频率为100？200KHz，模块电源为300？500KHZ）。这样，他的损耗小，效率高，并且对变压器的要求也必须由具有高磁导率的材料制成。用一点墨水，他的变压器只是小字。80％的效率？90％

开关电源和线性电源的主要工作原理是上桥和下桥的Mos管依次导通。 首先，电流通过上桥的Mos管流入。 线圈的存储功能用于收集线圈中的电能，后关闭上桥。mos管，打开下桥的mos管，线圈和电容器继续向外部供电。然后关闭下桥Mos管，然后打开上桥让电流进入，并重复这种方式，因为必须依次开关Mos管，因此称为开关电源。 线性电源不同。 由于没有干预开关，因此上部水管一直在排水。 如果太多，它将泄漏出去。 这是我们常常看到的一些线性电源的Mos管。无完的电能全部转化为热能。从这个角度来看，线性电源的转换效率特别低，并且当热量很高时，必须缩短组件的寿命，这会影响终的使用效果。 换句话说，开关电源和线性电源之间的差异主要在于它们的工作方式。 线性电源电源设备处于线性状态，这意味着电源设备只要一直处于使用状态就一直在工作，因此也导致其工作效率较低，通常为50％？60％。 他是一个特别线性的电源。线性电源的工作模式要求他具有从高压到低压的压力设备（通常是变压器）和其他和KX相似的电源，然后在整流后输出DC电压。结果，他笨重，笨重，效率低下又很热。他还具有自己的优点：纹波小，调整率好，外部干扰小。适用于模拟电路，各种放大器等 开关电源。他的电源工作在开关状态（开，关，开，关，频率特别快，一般的平面开关电源的频率是100？200KHz，模块电源为300？500KHZ）。这样，他损耗低，效率高，并且对变压器有要求。 它必须由效率较低的高渗透性材料制成。 他的变压器是一个小词。效率为80％至90％。据说美国好的VICOR模块高达99％。开关电源效率高，体积小，但和线性电源相比，其纹波，电压和电流调节率低。 本文从工作方法的角度分析了线性电源和开关电源的区别。 期望您阅读本文后能理解两者之间的区别。

开关电源输入部分的电路图分析

下图中白色线圈所包围的部分是开关电源的输入部分。

为了提高开关电源的可靠性和安全性，开关电源被设计为具有多重爱护，并且在组件选择上有特别要求。

短路爱护：由熔断器FU完成，当后台电路由于其他原因短路或过流时，电流增加，熔断器烧断，并起到爱护作用；

接地爱护：这种良好的理解是为了减少电击和短路杂散干扰信号的风险；

防雷措施：由压敏电阻保险丝FU完成。 雷电是高压。 当它进入电网时，施加到压敏电阻的电压超过其额定值，压敏电阻的电阻迅速减小，电流飙升，保险丝烧断。 爱护后端电路。

防电涌爱护措施：NTC热敏电阻串联在电路中，以爱护整流桥，使其启动电流不超过大整流电流。如果没有此爱护，则整流桥后面的滤波电容器等效于电源打开时的短路。 此时，流过的电流特别大，将烧毁整流桥。添加热敏电阻后，其电阻值在启动时会更大，从而限制了浪涌电流。 接通电源数十秒后，电阻值将降至特别低的水平，这几乎对电路没有影响。 此时，滤波电容器被充电。

针对电磁干扰（过电压，过电流等）有多种爱护措施。）。和开关电源中的操纵电路一样，它们简单受到外部电磁干扰并触发这些电路，从而导致电路的输出电压发生变化，因此有必要滤除这种外部干扰信号； 此外，在开关电源的高频状态下，它很简单通过电源传输到外部，从而对其他电子设备造成干扰。 这部分干扰也需要滤除。它具有输入抗干扰电路。有两种类型的干扰：差模干扰和共模干扰（相对于地面）。 输入L和N之间的信号关系。通过安全法规X，Y电容器和共模电感可以去除两种干扰。Y电容和共模电感用于去除共模干扰，X电容用于去除差模干扰。R是放电电阻，用于放电电容器中的电荷。应该注意的是，这里的安全电容器不能用一般电容器代替。

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