线性电源与开关电源

1、线性电源与开关电源之比较工作状态比较线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需 要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多 组电压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75%以上） 而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（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由 于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改 善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。原理比较线性电

2、源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。线 性电源是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直 流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源 技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的十 扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和 重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降， 在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的 散热片。这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。开关电源主要包括输入电网滤波器、输入

3、整流滤波器、逆变器、输出整流滤波 器、控制电路、保护电路。它们的功能是：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、雷击等产 生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。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：是开关电源的关键部分。它把直流电压变换成高频交流电压，并且 起到将输出部分与输入电网隔离的作用。4、输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电 压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。5、控制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。调制振 荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压

4、的稳定。6、保护电路：当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停 止工作以保护负载和电源本身。开关电源是将交流电先整流成直流电，在将直流逆变成交流电，在整流输出成所 需要的直流电压。这样开关电源省去下线性电源中的变压器，以及电压反馈电路。 而开关电源中的逆变电路完全是数字调整，同样能达到非常高的调整精度。二.优缺点比较开关电源优缺点.优点：效率较高，体积小。由于开关电源的电压控制是利用功率半导体器件的饱和区通过 调整他的开通时间或频率达到的，所以就不存在铁损和铜损，元器件的损耗可以忽略不计， 比较变压器而言效率较高；由于它只有元器件和电路板，因而体积就会很小，重量也较轻。 电压输

5、入范围宽。一般可达到160V-270之间。缺点：（1）、开关电源看着小巧，功率和磁心变压器以及控制方式有关，电磁干扰大，纹波 系数大。尤其有音频、视频的范畴内，对电磁干扰非常敏感，在音频表现为音色不纯厚，可 能会有丝丝声；在视频表现为，图像可能会有细小的纹波，不细腻。（2）、设计复杂，维 护维修不方便。往往越是复杂的设备出现的问题的可能性就越大，而且开关电源一旦出现问 题，一般非专业人士是维修不了的，找别人维修，费用又太高，还不如废弃掉。（3）、体积 小是开关电源的优点，但设计不好就成为它的缺点了。为了追求更小，一大把元器件挤在一 个小壳子里，散热不好，我们以前用的当中也出现过外壳变形的现象。

6、（4）、开关电源的元器件在选择上也不是很规范这是国产开关电源的通病。国家有关质检 部门检验市场上的开关电源发现，有过半数的不合格，这其中还包括进口开关电源。线性电源优缺点.优点：（1）、线性的看着笨重，功率完全取决于变压器和调整管，效率虽低但是不会引入额 外的干扰，也就是说电磁干扰小，纹波系数很低，可忽略不计。对于监控来说，没有比这个 优点还要好的了，图像质量的好坏与电源的关系非常大。尤其对于小幅值的模拟信号（音频 源和视频源等）对电源的要求非常高，所以一些发烧音响中的电源都采用变压器而不用开关 电源。（2）、 稳压率高、设计简单，维修维护非常方便，出现故障，稍懂电子的技术人员就能维 修，维修

7、成本比开关电源少得多。（3）、 抗雷击性能好。由于变压器的结构是两个线圈和 铁芯，加在线圈两端的电压不能突变，故对瞬间的高压有很强的抑制性。所以在一次雷击事 故中，变压器的电源存活了下来，而开关电源无一例外的烧毁了。缺点：（1）、效率低。由于变压器是一个“电一一磁一一电”的转换过程，避免不了存在铁 损和铜损，效率低。（2）、输入范围窄。一般只有200V-240V之间吧，小于这个范围， 输出电压不够，大于这个范围，变压器可能就会烧毁。这个电压范围绝大多数的场合是够用 的，不必去过多的考虑。再者变压器体积较开关电源大，笨重。四.总结都是直流电按要求不同使用不同，线性电源最好他输出的是线性直流电，可以用在要求高 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，特点是重量小,容量大，输出 质量高，相控电原用在