试说明线性电源、相控电源、开关电源
有什么不同？开关电源有何优点？
都是直流电 按要求不同使用不同
线性电源好
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
相控电原用在要求不高
电流特大的场合
线性电源，开关电源区别
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）。
对于电源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
（例如电容漏电检测）
多选用线性电源。
另外当电路中需要作
隔离的时候现在多数用
DC
－
DC
来做对隔离部分供电（
DC-DC
从其工作原理上来
说就是开关电源）
。
还有，
开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦
开关电源和线性电源在内部结构上是完全不一样的，
开关电源顾名思义有开关动
作，
它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，
大的优点
是高效率，一般在
90
％以上，缺点是文波和开关噪声较大，适用于对文波和噪
声要求不高的场合；
而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，文波噪声小，大的缺点
是效率低。它们各有有缺点在应用上互补共存！
一、线性电源的原理：
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，
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。
二、开关电源的原理：
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。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。
开关电源的主要优点：
体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的
20
～
30%
）、效率高（一般为
60
～
70%
，而线性电源只有
30
～
40%
）、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
开关电源的主要缺点：
由于逆变电路中会产生高频电压，
对周围设备有一定的干扰。
需要良好的屏蔽及
接地
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，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
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
