开关电源和线性电源的优点和缺点对比(特制材料)
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一、水声设备电源电源分为交流电源和直流电源,就水声设备而言,主要应用为直流稳压电源。
直流电源可分为线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。
与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源,它的电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。
它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹,功率管工作在饱或及截止区即开关状态。
线性电源和开关电源的区别:1、工作方式不同(1)线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(不高于50%),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。
(2)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,另外开关管工作时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。
2、内部结构不同(1)开关电源利用变占空比或变频的方法实现不同的电压,实现较为复杂,最大的优点是高效率,缺点是纹波和开关噪声较大,适用于对纹波和噪声要求不高的场合。
(2)线性电源没有开关动作,属于连续模拟控制,内部结构相对简单,芯片面积也较小,成本较低,优点是成本低,纹波噪声小,最大的缺点是效率低。
它们各有有缺点在应用上互补共存。
3、适用要求不一样效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳,对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方多选用线性电源。
稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
二、直流电源主要参数1、源电压效应输入电压的变化引起输出量变化的效应,改变量是源电压,被测量是输出电压的稳态值。
%100max ⨯∆=oNU U U S其中 S U — 源电压效应系数(电压调整率),这个值越小越好,是衡量稳压电源性能的一个重要指标。
电源的基本知识包括隔离、线性及开关电源隔离电源是使用变压器将220V电压通过变压器将电压降到较低的电压,然后再整流成直流电输出供电脑使用。
因为变压器的主线圈承受220V电压,次级线圈只承受输出的低交流电压,并且主次线圈之间并不直接连接,所以称为隔离电源。
非隔离电源是用220V直接输入到电子电路,在通过电子元件降压输出,输入输出是通过电子元件直接连接的,所以称非隔离电源;两者从表面上看就是有无变压器的区别。
但请注意,有些厂家为节省成本,采用在主线圈上直接抽头提取低电压的办法,这种办法看似有变压器,实际没有次级线圈,不能算是隔离电源!一、什么是开关电源与线性电源开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的连通与截止。
将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多。
所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!!成本很低。
如果不将50Hz 变为高频,那么开关电源就没有意义!开关变压器也不神秘就是一个普通的变压器!这就是开关电源。
开关电源,是通过电子技术实现的,主要环节:整流成直流电—逆变成所需电压的交流电(主要来调整电压)—再经过整流成直流电压输出。
开关电源的结构中由于中间没有变压器和散热片,因而体积非常小。
同时,开关电源内部都是电子元件,效率高、发热小。
虽然,具有电磁干扰等缺点,但现在的屏蔽技术已经非常到位。
开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有。
调制方式可分为脉冲跨周期调制(PSM),PWM(脉冲宽度调制)。
简单地说,开关电源的工作原理是:1. 交流电源输入经整流滤波成直流;2. 通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3. 开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4. 输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。
虽然门禁控制器是门禁系统的核心部份,可是要保证整个系统的稳定性,电源也是一个不可轻忽的环节。
一、是选择线性电源好,仍是开关电源好?线性电源的长处:性能稳定,没有高频纹波等干扰。
线性电源的缺点:发烧、能源利用率低。
没有超大功率的电源供选择。
开关电源的长处:便于利用大功率的电源集中供电,在原材料等不断涨价的时候,显示出更好的性价比。
体积小重量轻。
可供选择的品牌和型号多。
开关电源的缺点:若是电源质量不好,高频纹波不好控制,对于一些抗干扰能力差的门禁控制器,容易引发门禁控制器的死机,造成打不开门的情况。
观点和建议:都可以选择,若是选择开关电源,建议选择有品牌的开关电源和要求控制器抗干扰做得比较好。
二、选择多大功率的电源为适合?门禁系统绝大部份采用12V直流电源,所以通过电源的额定电流参数可以评估电源的功率。
考虑到耐冲击和长时间稳定运行,做出如下建议:若是选用线性电源,若是一台控制器带4把电插锁来计算,建议选择标称5-7A 的线性电源。
若是选用线性电源,若是一台控制器带1把电插锁来计算,建议选择标称3A以上的线性电源。
若是选择开关电源,若是一台控制器带4把电插锁来计算,建议选择标称4-5A 的开关电源。
若是选择开关电源,若是一台控制器带1把电插锁来计算,建议选择标称3A以上的开关电源。
若是一台控制器带8把电插锁或6把磁力锁,建议选择10A以上开关电源。
注意事项:电源选择,功率和额定电流越大越好,不会有太大副作用。
低了,就会不行。
市面上,有很多不负责人的电源厂家,虚标高自己的产品的额定电流和功率,所以,建议大家最好是购买有品牌的电源。
三、门禁和电锁怎么供电?深圳市多奥科技王工介绍:最好别离供电,这样子刹时电压不会彼此干与。
感应卡式门禁系统,指纹门禁系统,虹膜门禁系统,脸部识别门禁系统,乱序键盘门禁系统。
门禁系统:指纹门禁、TCP/IP联网、485联网、一体机、电梯控制器、机柜智能控制器、通信转换器、非联网门禁机、闭门器、闸道控制器、门磁、出门按钮、电锁类、生物识别控制器、嵌入式门禁、指纹锁、软件、控制器等;考勤系统:IC/ID感应卡考勤机、考勤一体机、指纹考勤机、联网考勤机、射频卡考勤机、打卡考勤机、条码考勤机、考勤控制器、考勤软件等;识别系统:读卡器、脸部识别、掌形识别、指纹识别、生物识别、发卡器、虹膜识别、指纹收集仪、模块、写卡器、指纹读头等;卡类:IC卡、ID卡、防伪卡、RFID卡、射频卡、感应卡、磁卡、智能卡、积分卡、TM卡、TI卡等;停车设备:道闸、车辆识别、出入口控制器、长距离读卡器、停车收费、车位锁、车位引导、交通标识、垂直停车设备、门卫管理设备、收发卡设备等;楼宇对讲:楼宇对讲、对讲主机、门铃、模块等;通道系统:闸机、三辊闸、摆闸、挡闸、转闸、闸道控制器、闸道软件、道闸、翼闸等;巡更消费:在线巡更、巡更器、信息钮、巡更点、巡更软件、消费机、充值机、消费软件等;。
开关电源的主要优点/基本性能参数/主要技术指标开关电源的主要优点开关电源与线性电源盒其他形式的电源相比具有较多的有点。
1.功耗小,效率高在开关电源电路中,功率开关管在激励信号的激励下,以非常快的转换速度交替地工作在导通和截止的开关状态,其频率一般为 50~100kHz,有的可达 1000kHz,因此功率开关管的功率损耗大为减少,电源的效率一般可以达到 90%,质量好的可以达到 95%甚至更高,而线性电源的效率仅有 70%甚至更低。
2.体积小,重量轻开关电源由于没有笨重的工频变压器,并且功率开关管上的功率损耗大幅度降低,因此省去了较大的散热器。
另外,由于工作在 50kHz 以上,滤波电容的容量和体积也大为减小。
例如,100W 线性电源的重量为1500g 左右,体积达 450cm3,而 100W 开关电源的重量只有 250g,体积不到线性电源的 1/5.所以说开关电源体积小、重量轻。
3.滤波效率高,电容容量和体积小开关电源的工作频率目前基本上是在 50kHz 以上,是线性稳压电源(工频 50Hz)频率的 1000 倍,这使整流后的滤波效率几乎也提高了 1000 倍。
就是采用半波整流后加电容滤波,效率也提高了 500 倍。
在相同的纹波输出电压的要求下,采用开关电源时,滤波电容的容量只是线性电源的 1/500~1/1000,滤波效率大为提高,使滤波电容的容量和体积都大为减小。
4.稳压范围宽开关电源的输出电压是有脉冲信号的占空比来调节的,输入电压的变化引起输出电压的不稳定,可以通过调节脉冲宽度或脉冲频率来进行调整,这样,在工频电网电压变化较大时,仍能保证有稳定的输出电压,所以说开关电源的稳压范围宽,稳压效果好,适用领域广。
例如,工频电网电压在 100~200V 之间波动变化时,液晶显示器或液晶电视机等采用开关电源的电子设备都可以正常工作。
5.电路形式多样开关电源有自激式和他激式,有脉冲调宽型和调频型,有隔离型和非隔离型,有并联型和串联型等,设计者可以利用各种类型电路的有点和用电负载需要,发挥聪明才智,设计出满足不同应用场合需要的开关电源。
试解释为什么开关电源的效率高于线性电源。
开关电源的效率高于线性电源的主要原因有以下几点:
1.工作原理差异:开关电源和线性电源的工作原理不同。
开
关电源通过开关器件(如MOSFET、IGBT等)的开关操作,将输入电源以高频率开关进行转换,然后通过滤波器将转
换后的电源输出。
而线性电源则通过放大和稳压器件(如
晶体管、电阻、电容等)的线性调节方式,将输入电源降
压至输出电压。
开关电源的转换过程利用了高频开关操作
和电感储能机制,减少了能量损耗,从而提高了效率。
2.低功耗损耗:由于开关电源在转换过程中能量主要以高频
周期方式传递,存在在开关状态下能量损耗较小的优势。
而线性电源则通过线性调节方式调整电压,较大功率损耗
会产生在线性稳压器件上,导致效率较低。
3.小型化和轻量化:由于开关电源采用高频开关转换方式,
可以通过适当的设计和控制来实现小型化和轻量化。
相比
之下,线性电源多使用较大的线性稳压器件来调整电压,
造成体积较大且较重。
4.更广的输入电压范围:开关电源具有较宽的输入电压范围,
可以适应不同电源环境下的输入电压波动。
而线性电源通
常需要稳定的输入电压来保持稳定的输出,对于电源波动
要求较高。
综上所述,开关电源通过其工作原理、功耗损耗、小型化和轻
量化以及更广的输入电压范围等方面的优势,实现了比线性电源更高的效率。
这使得开关电源在许多应用领域,如计算机、通信设备、工业控制等,得到了广泛应用。
电源的分类及特点电源是电子设备和电力系统的核心组成部分,对于设备的性能和可靠性有着重要影响。
根据其工作原理和特性,电源可以分为以下几类:1. 线性电源线性电源是最常见的电源类型,其工作原理是通过调整输入电压与负载阻抗,使得输出电压与电流保持恒定。
线性电源具有稳定性高、噪声小、易于调试等优点,但同时也存在效率低、体积大、重量重等缺点。
常见的线性电源有晶体管电源、集成电路电源等。
2. 开关电源开关电源是一种通过控制开关晶体管的开通和关断时间来调整输出电压的电源类型。
相比于线性电源,开关电源具有更高的效率、更小的体积和更轻的重量。
同时,开关电源还具有过载能力强、输出电压范围广等优点,但存在噪声较大、调试难度高等缺点。
常见的开关电源有脉宽调制(PWM)电源、频率调制(FM)电源等。
3. 分布式电源分布式电源是一种将多个小型、模块化的电源组合在一起,形成一个大功率电源系统的技术。
分布式电源系统具有高效、灵活、可扩展性强等优点,可以满足不同领域的应用需求。
常见的分布式电源系统有服务器电源系统、通信电源系统等。
4. 电流源和电压源根据输出功率的形式,电源可以分为电流源和电压源。
电流源是指输出电流恒定的电源,而电压源是指输出电压恒定的电源。
电流源具有较高的内阻,输出电流稳定,适用于需要恒定电流的负载;电压源具有较低的内阻,输出电压稳定,适用于需要恒定电压的负载。
5. 交流电源和直流电源根据电流的方向,电源可以分为交流电源和直流电源。
交流电源是指电流方向随时间周期性变化的电源,而直流电源是指电流方向保持不变的电源。
交流电源常见于电力系统,如市电;直流电源常见于电子设备,如电池、DC-DC转换器等。
电源有线性电源和开关电源两种。
线性电源:是通过工频(频率为50Hz的交流电)变压器将电压变至所需要的值,再经过整流、滤波、稳压等电路,输出为稳定直流电。
下图是一个最简单的AC—DC变换电路。
由上图可以看出,输入为正弦波交流电,经二极管整流后,只有上半周的正电压能通过,而下半周的负电压不能通过二极管,结果输出电压只保留了上半周的电压波形。
使输出电压的方向不随时间变化(只是大小变化),而成为直流电。
为了使负半周的电压能加于利用,提高用电效率,需采用全桥整流电路,如下图:由图可看出,采用全桥整流后,负半周的波形也利用上了,使电能利用效率提高。
全桥整流是目前最常用的整流电路。
滤波电路:从上面整流出来的直流电压波形图可以看出,这种直流电大小在发生变化,这种大小变化我们称之为交流成分,即这种直流电含有较多的交流成分,不能直接使用,必须进行滤波。
我们前面提到:电感具有通直流阻交流的特性,而电容则具有通交流阻直流的特性。
利用这些特性可进行滤波。
下面是常见的滤波电路:可以看出滤波后的输出电压平滑得多。
线性电源的优缺点:优点在于,所需元器件较少,线路结构简单易做,变压器的电流连续流通,输出电压纹波小。
缺点在于,效率低,仅50%左右,随着功率的增加,变压器体积和重量都大得令许多场合无法使用。
一个300W的工频变压器重量约8公斤。
再加上大功率整流管和散热片,总重量会达到10公斤。
这在许多场合都无法使用。
下面将介绍开关电源。
开关电源:我们知道,变压器的工作原理是:是利用变化电场产生变化的磁场,变化的磁场又产生变化的电场,从而起到了变压作用。
但变压器不能变化频率。
根据电磁辐射的有关知识得知,电磁辐射的能量与频率f有关,频率越大,能量越高。
因此,如果将频率提高,则在相同的功率下,变压器的体积可以变小,这就是开关电源的设想来历。
下面是开关电源的原理图:上图的原理是这样的,交流电直接经过全桥整流,经电容滤波后变为高压直流电,高压直流电经过开关K后,加到开关变压器的初级。
线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
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。
?通过下图,我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示,电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D,储能电感L,滤波电容C等构成。
当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载供电,并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L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L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D的正极,经过二极管D,返回电感L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。
在开关闭合期间,电感存储能量;在开关断开期间,电感释放能量,所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间,负责给电感L提供电流通路,所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中,开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时,电流很小;当开关闭合时,电压很小,所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值,再经过整流电路整流后,得到脉冲直流电,后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
线性直流电源与开关电源的有哪些区别
关于电路结构,究竟是线性电源还是开关电源,要看具体场合,合理采用。
这两种电路,国际国内都大量使用,各有各的特点。
线性电源以其精度高,性能优越而被广泛应用。
开关电源因省去了笨重的工频变压器而使体积和重量都有不同程度的减少,减轻,也被广泛地应用在许多输出电压、输出电流较为稳定的场合。
一、线性电源
线性电源的主电路如下:
通俗的说,可控硅是一个控制电压的器件,由于可控硅的导通角是可以用电路来控制的,固此随着输出电压Uo 的大小变化,可控硅的导通角也随着变化。
加在主变压器初级的电压Ui 也随之变化。
也就是~220V 市电经可控硅控制后只有一部分加在主变压器的初级。
当输出电压Uo 较高时,可控硅导通角较大,大部分市电电压被可控硅放过来了(如
上图所示),因而加在变压器初级的电压,即Ui 较高,这当然经整流滤波后输出电压也就比较高了。
而当输出电压Uo 很低时,可控硅导通角很小,绝大部分市电电压被可控硅
卡断了(如下图所示),只让很低的电压加在变压器初级,即Ui 很低,这当然经整流滤波后输出电压也就很低了。
实际上在可控硅电源的输出端再串一只大功率三极管(实际是多只并联)就是线性电源,控制电路只要输出一个小电流到三极管的基极, 就能控制三极管。
了解电脑电源的不同类型及其性能比较电源是电脑的核心组件之一,它为计算机提供稳定的电力供应。
在选择电源时,了解不同类型的电源以及它们的性能比较是至关重要的。
本文将介绍电脑电源的不同类型,包括传统电源和新型电源,以及它们在性能方面的比较。
一、传统电源类型传统电源一般是通过交流电转换为直流电来为电脑供电的。
常见的传统电源类型包括线性电源和开关电源。
1. 线性电源线性电源是较早期的一种传统电源类型,它通过电源变压器来将交流电转换为所需的直流电。
线性电源具有较低的成本和较小的体积,但效率较低,工作时产生较多的热量和噪音。
2. 开关电源开关电源是目前应用较广泛的一种传统电源类型。
开关电源通过高频开关进行电能转换,具有较高的效率,能够稳定输出所需的直流电,且体积相对较小。
开关电源的稳定性和可靠性较好,但造价较高。
二、新型电源类型随着技术的不断进步,新型电源逐渐应用于电脑系统。
新型电源一般分为无功率因数校正(PFC)电源和模块化电源两种类型。
1. 无功率因数校正(PFC)电源无功率因数校正电源是一种通过调整输入电流与输入电压之间的相位关系来提高功率因数的电源。
它能够更高效地利用电网能源,减少对电网的污染。
无PFC电源有效避免了功率因数低下可能引起的供电问题。
2. 模块化电源模块化电源是一种将电源分为独立的模块,可根据实际需求进行模块替换或增加的电源系统。
它的优点在于可以根据电脑系统的需求进行灵活的扩展和拆解。
模块化电源可以提高电脑系统的可维护性和升级性。
三、传统电源与新型电源的性能比较传统电源和新型电源在性能方面存在一定差异。
下面将对它们的几个方面进行具体比较。
1. 效率传统电源的效率相对较低,一般在70%到80%之间。
而新型电源的效率相对较高,特别是模块化电源的效率可达90%以上。
高效率的电源能够更好地转换电能,减少能量的浪费和损耗。
2. 稳定性传统电源和新型电源在供电稳定性上并无明显差距,都能够提供稳定的直流电。
开关电源电路分析开关电源电路是一种常见的电源供应电路,其采用开关元件(比如晶体管)实现高效率的能量转换,能够将输入电压转换为所需的输出电压。
在现代电子设备中广泛应用,例如电脑、手机充电器等。
优点开关电源电路相比线性电源电路具有许多优点。
首先,开关电源电路的效率较高,能够实现更小的能量损耗,从而减少发热。
其次,由于采用开关控制,使得开关电源电路具有更好的调节性能和稳定性。
另外,开关电源电路可以实现不同输入电压到输出电压的转换,提高了适用范围。
原理开关电源电路的基本原理是通过不断打开和关闭开关元件,控制电能的流动,将直流电转换为高频脉冲,再经过滤波电路输出平稳的直流电。
其中,开关元件的导通和关断状态由控制电路控制,通常采用PWM(脉宽调制)技术实现。
三种基本结构单端开关电源电路单端开关电源电路是最基本的一种结构,由开关管、变压器、整流电路和滤波电路组成。
通过变压器的变换,将输入电压转换为所需的输出电压,并通过整流和滤波电路实现输出平稳化。
双端开关电源电路双端开关电源电路在单端结构的基础上增加了一个反激变压器,可以实现正负电压输出,适用于需要正负电压的场合,如全桥、半桥等拓扑结构。
开关降压升压电源电路开关降压升压电源电路能够实现输出电压高于或低于输入电压的情况,适用于需要多种输出电压的场合,例如电动汽车充电桩等。
设计考虑在设计开关电源电路时,需要考虑以下几个方面:首先是效率和稳定性,选择高效的开关元件和合适的控制电路是关键;其次是输出电压的精度和波动,需要合理设计滤波电路和反馈控制;最后是成本和体积,应该在满足性能指标的前提下尽可能减小电路的成本和体积。
应用领域开关电源电路广泛应用于各种电子设备中,例如通信设备、工业控制、医疗设备等。
随着电子技术的发展,对开关电源电路的要求越来越高,不断涌现出更加高效、稳定的设计方案。
总的来说,开关电源电路作为一种高效、灵活的电源设计方案,在现代电子领域有着重要的地位,为各种电子设备的稳定供电提供了技术支撑。
线性电源和开关电源的区别
线性电源和开关电源,说的都是交流电转变成直流电的装置,即整流电源。
前者主要电路是变压器+整流电路,得到低压直流电。
后者利用整流电路+高频电子开关得到低压直流电。
比较而言,后者输出电压稳定、输入电压范围宽,而且体积小、重量轻、成本低,因此越来越多的得到应用。
开关电源没有主变压器,整流出来的直流电再通过功率开关管调频降压出来。
线性电源主要靠主变压器降压直接得出。
两个电源原理就像以前那种又大又笨重的铜丝焊机跟现在又小又便宜的焊机。
为了降压同时也达到所需功率,线性电源必须一块很大的主变压器,不过它输出的电没有脉冲,这优点适合电子领域例如电脑电源的使用,持续不断的电源也不会对脉冲敏感的电脑产生影响。
不过也不是开关电源不好,它大大降低了变压器的质量,而且电转换效率高,所以一些工业领域很适合这些开关电源例如使用IGBT管的氩弧焊机。
当然现在很多东西也利用线性电源跟开关电源的优点整合而成的电源,又例如高功率的电脑电源,为了提高更高的电转换效率,用上开关管,但同样为了稳定电压电流输出,也用上了变压器电容等。
线性电源, 开关电源。
线性电源开关电源所有电源都有一个闭环负反馈,这个负反馈的作用就是出电压稳压二极管伏安特性1.并联式线性电源图例:最简单的并联式电源-稳压二极管稳压电路介绍:此电路是最常用的硅稳压管稳压电路。
基于二极管的反向击穿特性,将二极管工作在反向击穿时与负载并联,就能在一定条件下保证负载上的电压基本不变串联电阻置于输入电压和稳压二极管之间,用来限制流向负载和二极管的电流,稳压二极管补偿电流的变化。
稳压电压值会随着温度漂移。
它的损耗比串联的线性电源更大。
上调节,从而输出的负载电压保持不变,从而Vo基本稳定。
原理简介:将一个晶体管加到基本二极管稳压电路,可以利用增益的优势。
BJT接成射极跟随器,可以在稳压二极管的电流比较小的情况下,向负载提供很大的电流。
此时BJT基本上是一个误差放大器,当负载电流增加时,基极电压提高,晶体管的导通程度也增加,因而使电压回复到原来的值。
最简单的串联型稳压电源。
BJT BG是调整管,R1和Dw产生一个基准电压Uw接到BG的基极,R1是Dw的限流电阻,也是调整管BG 的基极偏流电阻。
我们假设输入电压Vi为一不稳定的直流输入电压,Vo是稳压后的直流输出电压,稳压二极管Dw给调整管BG 提供一个稳定的基极电压。
输出电压是多少?载电流增加时的调整过程相同。
了。
因此,串联型线性稳压电源,大多采用直流放大器来获得高稳定度的输出电压。
性电源框图,图示不包括AC/由取样元件取出一部分输出电压,称作取样电压,它与基准电压因此器件的输入输出之间会有1.7V到2.5V的压差。
这个压差(dropout voltage)为:导通管是一个PNP管。
LDO的最大优势就是PNP管只会带来很小的导通压降:满载的跌落压降一般小于500mV。
轻载时的压降只有10到20mV。
NPN,LDO和准LDO在参数上的最大不同IG联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。
取样电压加在比较器A的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref相出电压。
开关电源的优缺点开关电源的优点:1、功耗小,效率高。
在开关电源电路中,晶体管V在激励信号的激励下,它交替地工作在导通-截止和截止-导通的开关状态,转换速度很快,频率一般为50kHz左右,在一些技术先进的国家,可以做到几百或者近1000kHz.这使得开关晶体管V的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可达到80%.2、体积小,重量轻。
从开关电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。
由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了较大的散热片。
由于这两方面原因,所以开关电源的体积小,重量轻。
3、稳压范围宽。
从开关电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的,输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿。
这样,在工频电网电压变化较大时,它仍能够保证有较稳定的输出电压。
所以开关电源的稳压范围很宽,稳压效果很好。
此外,改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。
开关电源不仅具有稳压范围宽的优点,而且实现稳压的方法也较多,设计人员可以根据实际应用的要求,灵活地选用各种类型的开关电源。
滤波的效率大为提高,使滤波电容的容量和体积大为减少。
开关电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz,是线性稳压电源的1000倍,这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍;即使采用半波整流后加电容滤波,效率也提高了500倍。
在相同的纹波输出电压下,采用开关电源时,滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500~1/1000.电路形式灵活多样,有自激式和他激式,有调宽型和调频型,有单端式和双端式等等,设计者可以发挥各种类型电路的特长,设计出能满足不同应用场合的开关电源。
开关电源:开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
原理:1.交流电源输入经整流滤波变成直流电2.通过高频PWM芯片(脉冲宽度调制芯片)控制开关管,将直流电加到开关变压器的初级线圈上3.开关变压器次级感应出高频电压,经过整流滤波供给负载4.输出部分通过电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。
线性电源:是将交流电经过变压器降低电压幅值,再经过整流电路整流后,得到脉冲直流电,后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
原理:1.将交流电变换成所需的直流电.2.经过预稳压电路3.线性调整元件:对滤波后的直流电压进行精细调整,使输入电压达到所需要的值和精度要求4.滤波电路:对直流电源的脉动波,干扰,噪声进行最大限度的阻止,和吸收,从而保证直流电源的输出电压低纹波、低噪声、低干扰.5.单片机控制系统: 单片微处理控制器对检测到的各种信号进行比较、判断、计算、分析等处理后,再发出相应的控制指令使直流稳压电源整体稳压系统工作正常、可靠。
6.电压取样及电压调节:检测直流稳压电源输出电压值及设定调节直流稳压电源的输出电压值.7.比较放大电路:将直流稳压电源的输出电压值与基准源的电压进行比较取得误差电压信号后,进行8.放大反馈及控制线性调整元件而保证输出电压稳定.两者区别:线性电源技术很成熟,制作成本较低,可以达到很高的稳定度,波纹也很小,而且没有干扰与噪音,但其体积比较庞大,且输入电压范围要求高,效率低,一般只有30%-40%。
开关电源技术成熟,体积小,重量轻,输入电压范围宽,自身抗干扰性强,效率高,一般有60%—70%。
电源适配器的详细分类及优缺点一、电源适配器的种类电源适配器主要分这两种,开关电源和线性电源。
1.开关电源是利用现代电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,电源适配器的开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成优点:工作效率高,体积小,可以在宽电压范围内工作。
缺点:对电源电路干扰较大,发生故障时检修难度较大。
2.线性电源是将交流电经过变压器变压,整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压,电源适配器要达到高精度的直流电压,必须经过电压反馈电路调整输出电压。
优点:这种电源技术成熟,电路简单,且没有开关电源具有的干扰与噪音。
缺点:电压反馈电路是工作在线性状态,调整管的功耗大,转换效率低,因使用电感式变压器故设备重量大。
二、够肯定电源适配器就是变压器兼整流器。
那么适配器是变压器,我们都应当知道,交流220v通过变压器变压,通过整流器变直流,这里是有消耗的,而这些消耗就会转变为热量,所以电源适配器会发热也是正常的。
变压器是硅钢片做成地,变压器通电后,产生磁通,磁通会招致硅钢片间产生力地作用,从而产生嗡嗡声音,这是正常的。
但是过火大地声音就不正常了,缘由很多:1、交流电电压不稳定。
2、芯片破损。
3、匝间短路。
4、元件损坏。
三、电源适配器的应用在消费类电子产品中应用非常广泛,提供的输出功率大多数都在100瓦以内,市场需求迅速增长。
如电动自行车电池充电器、小尺寸液晶电视、笔记本电脑、打印机、DVD播放器和机顶盒等都有应用。
早期的电源适配器大都选用线性变压器,随着消费类电子产品对电源适配器有高效率、宽输入电压范围的要求,以及铜、铁和人力成本的增加,这类电源适配器里面原来的线性变压器大都逐渐被开关电源取代。
四、电源适配器的特性电源转换器(既AC转DC),由交流电转换为直流电,再经过电脑,它是不能保护电脑的,但电脑里面有储存电源的储存器(也叫充电器),所以在停电的时候可以保护电脑。
线性电源和开关电源在门禁应用中的比较在门禁工程中电源的选择是至关重要的,它直接影响到了整个门禁系统的稳定性,而现在市场上的门禁电源也是良莠不齐,线性电源标称功率和实际功率相差甚远,用普通开关电源替代纹波又很大,让使用者甚至工程商都很难选择,本文对线性电源和开关电源的原理和功能特点作以简单比较,并主要针对门禁电源的选择提出我个人的看法,供大家参考。
线性电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干扰与噪音。
但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器,在有色金属快速涨价的今天,变压器直接影响电源的成本,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。
开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。
输入电网滤波器的功能是消除来自电网,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。
输入整流滤波器是将电网输入电压进行整流滤波,为变换器提供直流电压。
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。
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。
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的稳定。
保护电路的作用是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,再将直流逆变成交流电,在整流输出成所需要的直流电压。
电源分类、术语和常用指标及测试方法发布人:更新时间:发布日期:2010.08.25 浏览次数:41电源分类、术语和常用指标及测试方法关于开关电源、线性电源开关电源和线性电源:根据功率管工作状态,电源通常可以分为线性电源和开关电源。
线性电源调整管工作在线性放大状态而开关电源的开关管工作在高速开通-关断过程中。
由两种电源工况,可以得出两种电源分别有以下优缺点:线性电源:线性调整电源有非常精密的调整特性,能快速响应电网和负载的变化,因此其电压调整率、负载调整率和瞬态恢复时间等指标相比其它电源较高。
线性电源电路简单,纹波和噪声低.。
线性电源缺点是有体积重量庞大的工频变压器,调整管上输入输出电压差以热能的方式散出,电源效率较低,通常仅为30%~50%。
开关电源:无工频变压器,功率密度大大提高,体积通常仅为同功率线性电源的20%~30%,效率通常应在80%以上。
功率管开关过程产生高频噪声,纹波噪声相比线性电源较大,但随着软开关技术以及新型元器件应用,开关电源纹波噪声大大降低,除极其特殊应用场合外,完全可以替代线性电源。
负载稳定度:也称负载效应,是指由于负载变化引起的输出电压的变化,这种变化用百分比计算即为负载调整率。
其测试方法为:在标称输入电压条件下,测量电源空载输出电压和满载输出电压,按照以下公式计算:。
电压稳定度:也称源效应,指电源输出额定负载情况下,输入电压在允许范围内波动引起输出电压波动最大值与标称输入条件下输出电压的百分比即为电压稳定度。
测试方法为:在输入电压分别为最大和最小值时,测量两种情况下输出电压与标称输入电压条件下的差值,取其较大值与标称输入条件下输出电压百分比,计算公式如下:编程精度:编程精度是输出与设置点接近程度的度量。
它规定为输出的百分数加偏置值,可由此计算电源是否达到要求精度。
回读精度:在正常的输入电压和额定负载下,上位机回读电源输出电压、电流值与实际测试输出电压电压、电流值有一定的差值,这个差值称为回读精度。
开关电源和线性电源的优点和缺点对比
开关电源是相对线性电源而言的,线性电源是利用功率半导体器件的线性工作区,通过调节线性阻抗来达到调节输出的目的;而开关电源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来达到调节输出的目的。
其优点是:
1、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。
2、电压输入范围宽。
一般可达到160V-270之间。
但它的缺点更是它致命的:
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。
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。
5、最大的一点就是抗雷击能力非常低。
在监控系统中,遭遇雷击的可能也非常大,主要表现为从电源串入,直接雷击的可能性非常小。
一旦220V的电压突然变高,开关电源在瞬间就被烧毁。
前段时间的一个监控系统中,在一个雷过后,监控总闸跳了,再合上闸后,大部分摄像机还正常工作,一部分监视器显示无视频信号。
经检查发现,无视频信号的全部都是开关电源(施工时有的地方安装不方便,就用了开关电源),最后又在摄像机杆上安装上了电源箱,换上了变压器电源。
变压器电源(也就是线性电源)也有以下几个优缺点:
其缺点是:
1、效率低。
由于变压器是一个“电——磁——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。
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。
基于以上特点,我们选择线性电源(变压器电源)而不去选择体积小,重量轻的开关电源,这两个优点在监控系统当中起不到决定性的作用,关键还是它们的稳定性和可维护性。
注:开关电源的效率比变压器高,现在好点的开关电源效率能达到90%,变压器一般只能达到65%,所以开关电源省电。