开关电源和普通电源的差别

什么是开关电源

随着电力电子技术的发展和创新，开关电源技术也在不断创新。目前，开关电源因其体积小、重量轻、效率高而被广泛应用于几乎所有的电子设备中。它是电子信息产业快速发展不可或缺的供电方式。

开关电源是一种利用现代电力电子技术控制开关管开关时间并保持稳定输出电压的电源。开关电源一般由脉宽调制控制集成电路和场效应管组成。

 

开关电源相对于线性电源来说。它的输入直接将交流电整流成直流电。在高频振荡电路的作用下，开关管控制电流的通断，形成高频脉冲电流。借助电感(高频变压器)，输出稳定的低压直流电。

由于变压器铁芯的尺寸与开关电源工作频率的平方成反比，频率越高，铁芯越小。这可以大大减少变压器，并减少电源的重量和体积。由于它直接控制DC，这种电源的效率比线性电源高得多。这节约了能源，所以很受人们的欢迎。然而，它也有缺点，即电路复杂，维护困难，电路污染严重。该电源噪声高，不适用于某些低噪声电路。

开关电源的特性

开关电源一般由脉宽调制控制集成电路和场效应管组成。随着电力电子技术的发展和创新，开关电源以其体积小、重量轻、效率高的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备中，显示出其重要性。

开关电源的分类

根据开关器件在电路中的连接方式，开关电源一般可分为串联开关电源、并联开关电源和变压器开关电源。

其中，变压器式开关电源又可分为推挽式、半桥式和全桥式。根据变压器的励磁和输出电压的相位，可分为正向励磁型、反激式、单励磁型和双励磁型。

开关电源与普通电源的区别

普通电源一般是线性电源。线性电源是指调节管工作在线性状态的电源。然而，它在开关电源方面是不同的。开关管(在开关电源中，我们通常称之为调节管开关管)工作在开和关两种状态：开——电阻很小，关——电阻很大。

开关电源是一种相对新型的电源。它具有效率高、重量轻、可升降压、输出功率高等优点。然而，由于电路工作在开关状态，噪声相对较大。

示例：降压开关电源

让我们简单谈谈降压开关电源的工作原理：电路由开关(实际电路中的三极管或场效应管)、续流二极管、储能电感、滤波电容等组成。

当开关闭合时，电源通过开关和电感向负载供电，并将部分电能储存在电感和电容中。由于电感的自感，开关接通后电流缓慢增加，即输出不能立即达到电源电压值。

一段时间后，开关关闭，由于电感的自感(电感中的电流在视觉上被认为具有惯性效应)，电路中的电流将保持不变，即从左到右继续流动。该电流流经负载，从地返回，流向续流二极管的正极，流经二极管，并返回电感的左端，从而形成一个环路。

输出电压可以通过控制开关闭合和断开的时间来控制(即脉宽调制)。如果通过检测输出电压来控制开/关时间，以保持输出电压不变，就实现了稳压的目的。

普通电源和开关电源具有相同的调压管

普通半桥开关电源的主要工作原理是上桥和下桥的开关管(高频时为VMOS)交替导通。首先，电流流过上桥开关管，通过利用电感线圈的存储功能，电能集中在线圈中。最后，合上上桥开关管，打开下桥电感线圈开关管，电容将持续向外供电。然后关闭下桥开关管，打开上桥允许电流进入。这是重复的。它被称为开关电源，因为这两个开关管需要轮流打开和关闭。

线性电源就不同了，因为没有开关的介入，使得供水管道一直在排水，如果有很多，就会漏出来，这就是我们经常看到的一些线性电源调节管道的热量很大，把电用完了，全部转换成热能。从这个角度来看，线性电源的转换效率很低，当热量很高时，元器件的使用寿命必然会下降，影响最终的使用效果。

主要区别：工作方式

线性电源的功率调节管总是工作在放大区，流过它的电流是连续的。由于调节管功率损耗大，需要一个大功率的调节管，并配有一个大体积的散热器，其发热严重，效率低，一般在40%到60%之间(也是一个很好的线性电源)。

线性电源的工作方式是，必须有一个从高压到低压的降压装置。一般来说，它是一个变压器，还有像KX这样的其他电源，然后通过整流输出DC电压。这样，体积也很大，相对较重，效率低，发热量也大；然而，它也具有纹波小、调整率好、外部干扰小的优点，适用于模拟电路/各种放大器等。

该开关电源的功率器件工作在开关状态，电压调节时通过电感线圈暂时储存能量，损耗小，效率高，散热要求低，但对变压器和储能电感也有较高的要求，开关电源采用低损耗、高磁导率的材料制成。它的变形金刚只是一个小词。总效率在80%到98%之间，开关电源效率高但体积小，但与线性电源的纹波相比，电压电流调整率有一定的折扣。