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線性電源,可控硅電源,開關電源電路的簡單比較

日期:2017/2/7 14:28:18      編輯:Linux教程
 

 

關 於電路結構,究竟是線性電源,可控硅電源還是開關電源,要看具體場合,合理采用。這三種電路,國際國內都大量使用,各有各的特點。可控硅電源,以其強大的 輸出功率,使線性電源和開關電源無法取代。線性電源以其精度高,性能優越而被廣泛應用。開關電源因省去了笨重的工頻變壓器而使體積和重量都有不同程度的減 少,減輕,也被廣泛地應用在許多輸出電壓、輸出電流較為穩定的場合。

  一、可控硅電源的電路結構如下:

線性電源,可控硅電源,開關電源電路的簡單比較

  通俗的說,可控硅是一個控制電壓的器件,由於可控硅的導通角是可以用電路來控制的,固此隨著輸出電壓Uo的大小變化,可控硅的導通角也隨著變化。加在主變壓器初級的電壓Ui也隨之變化。

線性電源,可控硅電源,開關電源電路的簡單比較

   也就是~220V市電經可控硅控制後只有一部分加在主變壓器的初級。當輸出電壓Uo較高時,可控硅導通角較大,大部分市電電壓被可控硅“放過來了”(如 上圖所示),因而加在變壓器初級的電壓,即Ui較高,這當然經整流濾波後輸出電壓也就比較高了。而當輸出電壓Uo很低時,可控硅導通角很小,絕大部分市電 電壓被可控硅“卡斷了”(如下圖所示),只讓很低的電壓加在變壓器初級,即Ui很低,這當然經整流濾波後輸出電壓也就很低了。

線性電源,可控硅電源,開關電源電路的簡單比較

  二.線性電源的主電路如下:

線性電源,可控硅電源,開關電源電路的簡單比較

   線性電源實際上是在可控硅電源的輸出端再串一只大功率三極管(實際是多只並聯),控制電路只要輸出一個小電流到三極管的基極就能控制三極管的輸出大電 流,使得電源系統在可控硅電源的基礎上又穩壓一次,因而這種線性穩壓電源的穩壓性能要優於開關電源或可控硅電源1-3個數量級。但功率三極管(亦稱調整 管)上一般要占用10伏電壓,每輸出1安培電流就要在電源內部多消耗10瓦功率,例如500V 5A電源在功率管上的損耗為50瓦,占輸出總功率的2%,因而線性電源的效率要比可控硅電源稍低。

  三、開關電源的主電路如下:

線性電源,可控硅電源,開關電源電路的簡單比較

   由電路可以看出,市電經整流濾波後變為311V高壓,經K1~K4功率開關管有序工作後,變為脈沖信號加至高頻變壓器的初級,脈沖的高度始終為 311V。當K1,K4開通時,311V高壓電流經K1正向流入主變壓器初級,經K4流出,在變壓器初級形成一個正向脈沖,同理,當K2,K3開通 時,311V高壓電流經K3反向流入主變壓器初級,經K2流出,在變壓器初級形成一個反向脈沖。這樣,在變壓器次級就形成一系列正反向脈沖,經整流濾波後 形成直流電壓。當輸出電壓Uo較高時,脈沖寬度就寬,當輸出電壓Uo較低時,脈沖寬度就窄,因此開關管實際上是一個控制脈沖寬窄的裝置。

開關電源與線性電源的區別   一、線性電源的原理:
        線性電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路等。
            線性電源是先將交流電經過變壓器變壓,再經過整流電路整流濾波得到未穩定的直流電壓,要達到高精度的直流電壓,必須經過電壓反饋調整輸出電壓,這種電源技 術很成熟,可以達到很高的穩定度,波紋也很小,而且沒有開關電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點是需要龐大而笨重的變壓器,所需的濾波電容的體積和重量也 相當大,而且電壓反饋電路是工作在線性狀態,調整管上有一定的電壓降,在輸出較大工作電流時,致使調整管的功耗太大,轉換效率低,還要安裝很大的散熱片。 這種電源不適合計算機等設備的需要,將逐步被開關電源所取代。  
二、開關電源的原理:  
        開關電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。

它們的功能是:  
1、輸入電網濾波器:消除來自電網,如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產生的干擾,同時也防止開關電源產生的高頻噪聲向電網擴散。  
2、輸入整流濾波器:將電網輸入電壓進行整流濾波,為變換器提供直流電壓。  
3、逆變器:是開關電源的關鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓,並且起到將輸出部分與輸入電網隔離的作用。  
4、輸出整流濾波器:將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓,同時還防止高頻噪聲對負載的干擾。  
5、控制電路:檢測輸出直流電壓,並將其與基准電壓比較,進行放大。調制振蕩器的脈沖寬度,從而控制變換器以保持輸出電壓的穩定。  
6、保護電路:當開關電源發生過電壓、過電流短路時,保護電路使開關電源停止工作以保護負載和電源本身。  
開關電源是將交流電先整流成直流電,在將直流逆變成交流電,在整流輸出成所需要的直流電壓。這樣開關電源省去下線性電源中的變壓器,以及電壓反饋電路。而開關電源中的逆變電路完全是數字調整,同樣能達到非常高的調整精度。  
開關電源的主要優點:  
體積小、重量輕(體積和重量只有線性電源的20~30%)、效率高(一般為60~70%,而線性電源只有30~40%)、自身抗干擾性強、輸出電壓范圍寬、模塊化。  
開關電源的主要缺點:  
由於逆變電路中會產生高頻電壓,對周圍設備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地

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