[讨论]开关电源与线性电源

江湖我大哥

开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．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！转华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.
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.
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源.
以上说的就是开关电源的大致工作原理.
其实现在已经有了集成度非常高的专用芯片,可以使外围电路非常简单,甚至做到免调试. 例如TOP系列的开关电源芯片(或称模块),只要配合一些阻容元件,和一个开关变压器,就可以做成一个基本的开关电源.
开关电源&线性电源 　　
开关电源的主要工作原理就是上桥和下桥的Mos管轮流导通，首先电流通过上桥Mos管流入，利用线圈的存储功能，将电能集聚在线圈中，最后关闭上桥Mos管，打开下桥的Mos管，线圈和电容持续给外部供电。然后又关闭下桥Mos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Mos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Mos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，影响最终的使用效果
开关电源和线性电源的区别主要是他们的工作方式。
线性电源功率器件工作在线性状态，也就是说他一用起来功率器件就是一直在工作，所以也就导致他的工作效率低，一般在50%~60%，还得说他是很好的线性电源。线性电源的工作方式，使他从高压变低压必须有将压装置，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。这样一来他的体积也就很大，笨重，效率低、发热量也大。他也有他的优点：纹波小，调整率好，对外干扰小。适合用与模拟电路，各类放大器等。
开关电源。他的功率器件工作在开关状态，（一开一关，一开一关，频率非常快，一般的平板开关电源频率在100~200KHz，模块电源在３００～５００ＫＨＺ）．这样他的损耗就小，效率也就高，对变压器也有了要求，要用高磁导率的材料来做．有点墨迹了，他的变压器就是一个字小．效率８０％～９０％吧．据说美国最好的ＶＩＣＯＲ模块高达９９％．开关电源的效率高体积小，但是和线性电源比他的纹波，电压电流调整率就有折扣了．

hhll32100

好贴!我们做工程一般都用开关电源,都比较稳定.

小菜

路过，学习

woxingwosu

好~~~~~

DIANHUI

楼主作为非专业人士，对开关电源的理解到这一步，个人认为已不错了。但是还是对SMPS存在误区，也是大多数人的看法了---SMPS是最没有技术含量的东西。非也。SMPS是如今电子行业最后一个没有实现数字化的产业。故有人便对之不以为然。事实上SMPS涉及到的知识不比任何一个电子行业少---数学、物理（基础）、电子（模、数）、自动控制、机械、单片机、热学、电磁兼容、安全规范等等。做电源的是非常艰苦的尤其在国内。价格战已经让这个行业已无利可图了。

4 x% R' T- }5 a V, G1 v9 z6 M昨日参加了上海的安防展，看到很多企业还在使用线性电源或者是直接一个变压器降压，我很奇怪，线性电源这么一个笨重价昂的老古董，为何还有人在用？楼主说的对，线性电源纹波、噪声小，但是SMPS的这些指标现在已经完全可以满足安防设备的要求了。LCD-TV、 音响、医疗设备、乃至卫星都可以用，难道这些设备不比那些摄像头、门禁等等要求高么？现在国际上都在推绿色能源如：能源之星、蓝色天使等要求，中国也在推行节能，等到强制要求时，线性电源还能用么？