线性电源和开关电源的主要区别

电源/新能源

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描述

线性电源和开关电源的主要区别有:

线性电源的损耗较开关电源大;

线性电源的效率较开关电源低;

线性电源的对外干扰较开关电源小;

类似于7805等芯片做的电源就是线性电流,其压降是通过多余的能量损失来实现。 比如7805的输入电压是10V(一般不会加这么大电压,这里只是说明缺点),输出电压是5V,输出电流是0.2A。 那么7805输入与输出之间的压降是5V。 在电源工作期间,一直有电流流过,假设该电流也是0.2A,那么7805的损耗就是1W,效率约为50%。

线性电源

再来看开关电源,比如BUCK降压电路,其拓扑结构如下。

线性电源

BUCK开关电源的工作原理是:

开关管导通时电流从输入电源Vin流出到开关管SW,到输出电感Lo,最后到输出电容Co和负载RL,如下图红色箭头方向。

开关管截止时,没有电流从输入电源流出,负载电流由输出电感Lo和输出电容Co提供,由于电感Lo的储能作用,其电流会通过续流二极管续流D,如下图蓝色箭头方向。

假设开关管、输出电感、续流二极管都是理想器件,即导通电压为0V,开通和关断是电压变化斜率无穷大,那么对开关电源来说其损耗将为0。 只不过,现实中的器件并非理想器件,实际上会有导通损耗和开关损耗,但总损耗比线性电源小很多,下图是TPS54260 BUCK控制芯片在不同输出电流下的效率曲线。

线性电源

以上就是线性电源损耗大,效率低的原因。

而开关电源干扰大就是应为开关管高频率导通、关断造成的,在导通和关断时,电压和电流的变化率很大,这就是造成干扰的原因。 而线性电源没有这种开关变化,所以几乎不造成对外的高频干扰。

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