開關電源與線性電源的優缺點和區別

2019-03-19 14:21:55

電源是電路設計中的重要部分，電源的穩定性在很大程度上決定了電路的穩定性。線性電源和開關電源是比較常見的兩種電源，在原理上有很大的不同，原理上的不同決定了兩者應用上的不同。
一、開關電源與線性電源原理上的區別
　　線性電源的基本原理是市電經過一個工頻變壓器降壓成低壓交流電之后，通過整流和濾波形成直流電，最后通過穩壓電路輸出穩定的低壓直流電。電路中調整元件工作在線性狀態.
　　開關電源的基本原理是輸入端直接將交流電整流變成直流電，再在高頻震蕩電路的作用下，用開關管控制電流的通斷，形成高頻脈沖電流。在電感(高頻變壓器)的幫助下，輸出穩定的低壓直流電。
二、開關電源與線性電源的優缺點
1.開關電源的優缺點
　　主要優點：體積小、重量輕(體積和重量只有線性電源的20～30%)、效率高(一般為60～70%，而線性電源只有30～40%)、自身抗干擾性強、輸出電壓范圍寬、模塊化。
　　主要缺點：由于逆變電路中會產生高頻電壓，對周圍設備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地。交流電經過整流，可以得到直流電。但是，由于交流電壓及負載電流的變化，整流后得到的直流電壓通常會造成20%到40%的電壓變化。為了得到穩定的直流電壓，必須采用穩壓電路來實現穩壓。
2.線性電源的優缺點
　　優點：線性電源的優點是結構相對簡單、輸出紋波小、高頻干擾小。結構簡單給我們帶來的最大好處是維修方便，維修一臺線性電源的難度往往遠遠低于開關電源，線性電源的維修成功率也大大高于開關電源。紋波是疊加在直流穩定量上的交流分量。輸出紋波越小也就是說輸出直流電純凈度越高，這也正是直流電源品質的重要標志。過高紋波的直流電將影響收發信機的正常工作。目前高檔線性電源紋波可以達到0.5mV的水平，一般產品可以做到5mV水平。線性電源沒有工作在高頻狀態下的器件所以如果輸入濾波做得好的話幾乎沒有高頻干擾/高頻噪聲。
　　缺點：需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當大，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態，調整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，致使調整管的功耗太大，轉換效率低，還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計算機等設備的需要，將逐步被開關電源所取代。
三、開關電源與線性電源應用上的區別
　　線性電源功率器件工作在線性狀態，也就是說他一用起來功率器件就是一直在工作，所以也就導致他的工作效率低，一般在50%~60%，而且體積大，笨重，效率低、發熱量也大。但是線性電源有開關電源沒有的優點：紋波小，調整率好，對外干擾小。適合用與模擬電路，各類放大器等。
　　開關電源體積小、電流大、效率高，但是紋波大、干擾大。隨著電子技術的不斷發展，開關電源的設計也越來越科學，開關電源的缺點將慢慢被消除，所以開關電源將是以后應用的主流趨勢，逐漸代替線性電源。

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