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“开关电源”和“普通电源”的区别

作者:广州睿圣电子科技有限公司 浏览: 发表时间:2022-09-15 17:25:15

普通的电源一般是线性电源,线性电源,是指调整管工作在线性状态下的电源。而在开关电源中则不一样,开关管(在开关电源中,我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的:开 —— 电阻很小,关 —— 电阻很大。


开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高,重量轻,可升、降压、输出功率大等优点。但是由于电路工作在开关状态,所以噪声比较大。


■ 举例说明:降压型开关电源


我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理:电路由开关(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管、储能电感、滤波电容等构成。


当开关闭合时,电源通过开关、电感给负载供电,并将部分电能储存在电感以及电容中。由于电感的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。


一定时间后,开关断开,由于电感的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管的正极,经过二极管,返回电感的左端,从而形成了一个回路。


通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。


普通电源和开关电源相同的是都有电压调整管,利用反馈原理来进行稳压的,不同的是开关电源利用开关管进行调整,普通电源一般利用三极管的线性放大区进行调整。比较而言,开关电源的能耗低,对交流电压适用范围要宽,输出直流的波纹系数要好,缺点是开关脉冲干扰。


普通半桥开关电源的主要工作原理就是上桥和下桥的开关管(频率高时开关管为VMOS)轮流导通,首先电流通过上桥开关管流入,利用电感线圈的存储功能,将电能集聚在线圈中,***关闭上桥开关管,打开下桥的开关管,电感线圈和电容持续给外部供电。然后又关闭下桥开关管,再打开上桥让电流进入,就这样重复进行,因为要轮流开关两开关管,所以称为开关电源。


而线性电源就不一样了,由于没有开关介入,使得上水管一直在放水,如果有多的,就会漏出来,这就是我们经常看到的某些线性电源的调整管发热量很大,用不完的电能,全部转换成了热能。从这个角度来看,线性电源的转换效率就非常低了,而且热量高的时候,元件的寿命势必要下降,影响***终的使用效果。


■ 主要区别:工作方式


线性电源的功率调整管总是工作在放大区,流过的电流是连续的。由于调整管上损耗较大的功率,所以需要较大功率调整管并装有体积很大的散热器,发热严重,效率很低,一般在40%~60%(还得说是很好的线性电源)。


线性电源的工作方式,使从高压变低压必须有降压装置,一般的都是变压器,也有别的像KX电源,再经过整流输出直流电压。这样一来体积也就很大,比较笨重,效率低、发热量也大;但也有优点:纹波小、调整率好、对外干扰小、适合用于模拟电路/各类放大器等。


开关电源它的功率器件工作在开关状态,在电压调整时能量是通过电感线圈来临时贮存,这样他的损耗就小,效率也就高,对散热的要求低,但它对变压器和贮能电感也有了更高的要求,要用低损耗高磁导率的材料来做。它的变压器就是一个字小。总效率在80%~98%,开关电源的效率高但体积小,但是和线性电源比他的纹波,电压电流调整率就有一定的折扣了。


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