20170401-开关稳压电源和开关稳流电源的区别
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稳压器根据调整管的工作状态,常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。
这两点稳压电源分类所具有的优点和缺点。
线性稳压器优点:输出纹波电压低出色的line 和负载稳压对负载和line 的变化响应迅速电磁干扰(EMI) 低线性稳压器缺点:效率低如果需要冷却设备,则要求较大的空间开关稳压器优点:效率高(降低了冷却所需的源电源需求)能够处理较高的电源密度拓扑学结果可用于传递单个或多个输出电压,大于或小于生成的输出电压开关稳压器缺点:输出纹波电压高瞬时恢复时间较慢产生电磁干扰(EMI)按习惯可分为化学电源,线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型:化学电源我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。
随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池材料方面,美国研制人员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间长,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。
线性稳定电源线性稳定电源模块有一个共同的特点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。
由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热。
而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。
该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品。
缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。
这类稳定电源又有很多种,从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流(双稳)电源。
从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。
从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。
开关型直流稳压电源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。
功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态;开关电源因此而得名。
开关电源分类及应用论文开关电源是目前应用最广泛也是最普遍的一种电源,可以在众多的电子装置中发挥不同的作用,如电脑、手机、笔记本电脑、充电器、LED灯等等。
开关电源被广泛使用的原因是由于其高效、可靠、安全和节能的特点,同时具有良好的功能和灵活性,能够适用于各种不同的应用场景。
本文将重点介绍开关电源的分类及其应用。
1.开关电源的分类通常情况下,开关电源可以分为离线型和在线型两种。
离线型开关电源:离线型开关电源的输入电压一般是AC 电压,可以适用于直流电器、计算机等产品。
它可以与交流电源连接,通过整流和调节的过程,将AC电源转换为稳定的直流电源输出。
在线型开关电源:在线型开关电源的输入电压一般是DC 电压,它可以用于适用于安全经常使用的电子产品,如医疗设备和电信设备等。
与离线型开关电源不同的是,它不需要通过整流和调节的过程将交流电源转换为直流电源输出。
根据不同的输出特性,开关电源还可以分为多种类型。
恒压开关电源:在恒压开关电源中,输出电压的大小保持不变,无论负载是何等大小,输出电压都是恒定的,将对负载的电流进行控制,从而保证输出电压的不变。
恒流开关电源:在恒流开关电源中,输出电流的大小保持不变,在不同的负载下输出电压的大小会随着负载的改变而发生变化,保持在恒定的输出电流下控制输出电压的数值。
稳压稳流开关电源:稳压稳流开关电源是恒电流与恒电压的组合,在不同的负载下输入电流的大小会自动调整,保持输出电流和输出电压的稳定。
2.开关电源的应用开关电源被广泛应用于各种不同的领域。
电子设备:开关电源可用于电子设备,如工业电子设备、计算机、汽车电子设备和航空航天电子设备。
它们可以为这些设备提供高效、稳定、可靠的电源。
照明系统:开关电源可用于LED照明系统中,它为LED灯提供稳定的电源。
由于开关电源具有高效、稳定的特性,因此可以使LED照明系统的寿命更长。
医疗设备:开关电源也广泛应用于医疗设备的电源系统中,包括诊断设备、医疗监测设备等,安全性能和可靠性远远高于传统开关电源。
开关稳压电源⼯作基本知识§6.1开关稳压电源基本⼯作原理分析6.1.1开关稳压电源与串联调整型稳压电源⽐较稳压电源是使⽤电⼦电路调整输出电压达到稳定⽬的的电源,有串联型稳压电源、并联型稳压电源、开关稳压电源,开关电源也是稳压电源,但稳压电源不能直接称为开关电源。
普通的串联稳压电源都安装电源变压器,具有输出电压稳定、波纹⼩等优点,但是电压范围⼩,效率低。
并联稳压电源输出电压特别稳定,但是负载能⼒很差,⼀般只在仪表内部做基准⽤。
开关稳压电源的效率⾼,电压范围宽,输出电压相对稳定,由于开关管⼯作在开关状态,功耗⼩,所以开关电源的⼯作效率可达80 %?90 %。
⽽通常的线性调整式稳压电源的效率仅达50 %左右开关电源是近代普遍推⼴的稳压电源,⽐如现在电脑的ATX电源、笔记本电脑电源适配器、打印机电源、⼿机充电器等等。
稳压电源是在负载功率变化时,输出电压仍然保持固定的电压值。
开关电源也是稳压电源,但稳压电源不能直接称为开关电源。
6.1.2开关电源的分类1、根据开关管在电路中的连接⽅式分类,可分为串联型开关稳压电源,并联型开关稳压电源和脉动变压器耦合式开关电源。
如图6.1所⽰四种类型开关电源电路。
(1)串联型开关稳压电源是指:开关管(或储能电感)与负载采⽤串接⽅式连接的⼀种电源电路。
(2)并联型开关稳压电源并联型开关稳压电源是指:开关管(或储能电感)与负载采⽤并接⽅式连接的⼀种电源电路(3)脉冲变压器耦合型开关稳压电路电源是指:开关管与脉冲变压器⼀次绕组串联后与整流电路并联,负载电路与脉冲变压器⼆次绕组并联。
2、根据开关管的激励⽅式不同分类,开关电源可分为⾃激式开关稳压电源和他激式开关稳压电源。
(1)⾃激式开关稳压电源是利⽤电源电路中的正反馈电路来完成⾃激振荡,启动电源。
(2)他激式开关稳压电源电路是专门设有⼀个振荡器来启动电源的3、根据使⽤的器件种类不同分类,可分为由分⽴元器件组成的开关稳压电源和由集成电路组成的开关稳压电源4、根据稳压的控制⽅式不同分类,开关稳压电源可分为脉冲调宽式和脉冲调频式两种(1)所谓脉冲调宽式开关稳压电源是指:由相关电路对开关的脉冲宽度进⾏调制的⼀种稳压电路(2)所谓脉冲调频式开关稳压电源是指:由相关电路对开关的脉冲频率进⾏调制的⼀种稳压电路6.1.3串联型开关稳压电源电路⼯作原理分析1. 串联开关稳压电源是指开关管串联在输⼊电压与负载电路之间的⼀种⼯作⽅式的电源电路。
线性稳压电源和开关电源哪一种好?凡事都有两面性,看如何用?用之前,想到它们各自优缺点,再与实际情况结合,避开缺点利用优点就是好的。
如今电子设备琳琅满目,应用于生活各个方面,肯定离不开电源,其中绝大多数电子设备又要直流稳压电源提供电源。
因此电源质量与可靠性直接关系到电子设备的工作安全性和技术指标。
说到直流稳压电源无非就是线性稳压电源开关电源两类。
线性稳压电源
其主要有调整管、采样电阻、方法电路、基准电压这四部分组成,其组成框图如下。
线性稳压电源原理
用误差放大器抓获反馈信号,随之控制MOS管或三极管的门极信号,再通过管控流流过晶体管的电流控制调整管的压降,最终稳压输出直流电源。
开关电源
其理论基础是电力电子技术,开关状态是由于它的功能管工作在饱和区或截止区,最终是通过对可控器件通断时间比的控制来实现稳压输出电压。
开关电源工作原理
用误差放大器抓获反馈信号,随之控制MOS管或三极管的门极开关,通过晶体管实现储能工作,确保稳定的直流电压输出。
开关电源和线性稳压电源区别
线性稳压电源工作于方大区,发热量大、效率低、纹波小,但需要较大体积散热片及较大体积的变压器,多路电压输出变压器体积更大。
开关电源调整管工作于饱和与截止区,发热量小效率高,大体积变压器省去,但直流输出电压会叠加较大纹波。
结束语;线性稳压电源和开关电源哪个好用?结合实际应用情况,发挥各自优点避开缺点。
例如,纹波要求小,压差、电流小、模拟信号处理系统等,线性稳压电源优势明显。
例如,便携式电子产品、升降压、在意效率及散热等,开关电源优势明显。
开关稳压电源开关稳压电源(以下简称开关电源)问世后,在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。
早期出现的是串联型开关电源,其主电路拓扑与线性电源相仿,但功率晶体管工作于开关状态。
随着脉宽调制(PWM)技术的发展,PWM开关电源问世,它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制,电源的效率可达65%~70%,而线性电源的效率只有30%~40%。
因此,用工作频率为20 kHz的PWM开关电源替代线性电源,可大幅度节约能源,从而引起了人们的广泛关注,在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。
随着超大规模集成(ultra-large-scale-integrated-ULSI)芯片尺寸的不断减小,电源的尺寸与微处理器相比要大得多;而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机、移动电话等)更需要小型化、轻量化的电源。
因此,对开关电源提出了小型轻量要求,包括磁性元件和电容的体积重量也要小。
此外,还要求开关电源效率要更高,性能更好,可靠性更高等。
这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。
1 开关电源的三个重要发展阶段40多年来,开关电源经历了三个重要发展阶段。
第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件(BPT、SCR、GT0)发展为MOS型器件(功率MOS-FET、IGBT、IGCT等),使电力电子系统有可能实现高频化,并大幅度降低导通损耗,电路也更为简单。
第二个阶段自20世纪80年代开始,高频化和软开关技术的研究开发,使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。
高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。
第三个阶段从20世纪90年代中期开始,集成电力电子系统和集成电力电子模块(IPEM)技术开始发展,它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。
2 开关电源技术的亮点2.1 功率半导体器件性能1998年,Infineon公司推出冷MOS管,它采用“超级结”(Super-Junction)结构,故又称超结功率MOSFET。
常识:直流稳压电源适配器分类现在大家常见的电源适配器大多是直流稳压电源适配器,主要是因为直流稳压电源适配器能够为电子产品提供稳定直流电源,所以直流稳压电源适配器一直是应用最为广泛的一类。
直流稳压电源适配器同时也分离出了一些种类,不同种类工作原理也是会有一些差别,那么,联运达为大家详细分析一下直流稳压电源适配器的分类。
根据直流稳压电源适配器的组成成分、工作原理可以分为三个主要的类别:线性直流稳压电源、开关型直流稳压电源、化学直流稳压电源。
一、线性直流稳压电源线性直流稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。
线性直流稳压电源具有噪声纹波小、输出稳定、瞬态响应好、可靠性好等特点,很容易做成多路、输出连续可调的成品。
线性直流稳压电源在线性区进行功率器件调整管工作,通过依靠调整管之间的电压降来稳定输出。
但是由于调整管的静态损耗很大,因此我们还需要为它安装一个散热器进行散热,再加上变压器的在工频(50HZ)以上,所以线性直流稳压电源的体积很大,比较笨重,而且工作效率也相对比较低。
线性直流稳压电源产品主要应用于科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等,由于效率和体积的原因,市场份额逐渐下滑。
二、开关型直流稳电源开关型直流稳压电源,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直流稳压电源。
开关直流稳压电源的体积小、重量轻、功耗小、效率高、稳定性良好。
在线性直流稳压电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性直流稳压电源不同的是,开关直流稳压电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域,相对于线性直流我也电源,开关直流稳压电源发展的更加迅速,使用面更加广。
开关稳压电源和开关稳流电源的区别
普高(杭州)科技开发有限公式 张兴柱 博士
1:定义区别:
开关稳压电源:在规定的输入电压、负载和环境温度范围内,输出电压被稳定在某一个要求的直流电压,且满足要求的精度和各种其它指标。
开关稳流电源:在规定的输入电压、负载和环境温度范围内,输出电流被稳定在某一个要求的直流电流,且满足要求的精度和各种其它指标。
稳压电源V oL
稳流电源V oL
2定义中有两个区别,一个是要稳定的输出,一个是负载:在稳压电源中,要稳定的输出是电压,负载是电流;在稳流电源中,要稳定的输出是电流,负载是电压。
正是因为这两个区别,会导致这两种电源在输出规格上的许多区别,下面给出非常容易混淆的一些规格之区别:
(1):空载:在稳压电源中,空载是开路;在稳流电源中,空载是短路。
因为空载是输出功率为零的负载,在稳压电源中,输出电压是稳定不变的,所以功率为零的这种负载,就是其所带的负载电流为零的负载,即开路;但在稳流电源中,其输出电流是稳定不变的,因此输出功率为零的这种负载,就是其所带的负载电压为零的负载,即短路。
目前的大多数开关电源,是稳压电源,其负载范围很大,一般需要从空载到满载;而只有相对少数的开关电源是稳流电源(如电池充电器、LED 驱动器),其负载范围不大,一般会从一个最小负载到满载。
所以在稳流电源中,负载基本不会工作在空载;而在稳压电源中,负载会经常性地工作在空载(或称待机)。
(2):过载保护:在稳压电源中,过载保护叫限流;在稳流电源中,过载保护叫限压。
(3):负载故障:在稳压电源中,输出短路是故障;在稳流电源中,输出开路是故障。
为了对负载故障进行保护,稳压电源中要加专门的短路保护电路;稳流电源则要加专门的开路保护电路。
而现在的许多产品,由于没有搞清两种电源中的负载故障之区别,往往在稳流电源中也会加一个短路保护电路,其实短路在稳流电源中是一种最小的负载,即空载,它根本不需要保护。
同样的开路在稳流电源中是一种负载故障,需要保护,但在稳压电源中是空载,根本不需要保护。
(4):输出纹波:在稳压电源中,这个指标指的是输出电压纹波,包括在输出电压上的低频纹波、开关纹波和峰-峰噪声;在稳流电源中,这个指标指的是输出电流纹波,包括在输出电流上的低频纹波、开关纹波和峰-峰噪声。
有不少公司,会将稳流电源的输出纹波,仍然标成其输出电压上的各种纹波,这显然是不对的。
(5):输出伏/安曲线:
I
V
o
稳压电源稳流电源
除了上述比较容易混淆的规格外,两种电源还有许多其它规格上的区别,只有将这些区别深入理解后,才能更好地选择稳流电源的方案。
目前的小功率稳流电源产品,极大多数厂家仍然采用了反激变换器,和在稳压电源中类似的控制策略,只是将输出稳压环改成输出稳流环,将输出过流保护改成输出过压保护而已。
如果从上面介绍的区别来看,这并不是一个最好的方案,尤其是在稳流电源与负载不是一个整体时,在输入不断电情况下,去更换一个新的负载(如LED灯)时,极有可能损坏这个新的负载,或者致使这个负载的寿命大大缩短,原因是这种更换负载的方法,会因为所用拓扑和控制策略的原因,导致新负载上产生非常巨大的浪涌电流。
如果将不断电的充电器插头,直接插入手机对其电池进行充电,在插入瞬间,电池上同样会产生很大的浪涌电流,长期用这种方法对手机电池进行充电的话,手机电池的寿命就会大大缩短。
根据这个道理,好的习惯就是在对手机充电前,应先将充电器插头插入手机,然后再将充电器的电源输入插入AC电源插座。
这个道理一样可以推广到许许多多需要充电的那些设备上。