線性穩壓電源和開關(guan) 電源有什麽(me) 區別_線性穩壓電源和開關(guan) 穩壓電源對比分析
本文來源：電子發燒友
穩壓電源（stabilized voltage supply）是能為(wei) 負載提供穩定的交流電或直流電的電子裝置，包括交流穩壓電源和直流穩壓電源兩(liang) 大類。當電網電壓或負載出現瞬間波動時，穩壓電源會(hui) 以10-30ms的響應速度對電壓幅值進行補償(chang) ，使其穩定在±2%以內(nei) 。
知道了什麽(me) 是穩壓電源，接下來跟隨小編一起來了解一下什麽(me) 是線性穩壓電源和開關(guan) 電源，那麽(me) 這兩(liang) 個(ge) 之間有什麽(me) 區別呢？
線性穩壓電源和開關(guan) 穩壓電源對比分析
根據調整管的工作狀態，我們(men) 常把穩壓電源分成兩(liang) 類：線性穩壓電源和開關(guan) 穩壓電源。
線性穩壓電源，是指調整管工作在線性狀態下的穩壓電源。而在開關(guan) 電源中則不一樣，開關(guan) 管（在開關(guan) 電源中，我們(men) 一般把調整管叫做開關(guan) 管）是工作在開、關(guan) 兩(liang) 種狀態下的：開——電阻很小；關(guan) ——電阻很大。
開關(guan) 電源是一種比較新型的電源。它具有效率高，重量輕，可升、降壓，輸出功率大等優(you) 點。但是由於(yu) 電路工作在開關(guan) 狀態，所以噪聲比較大。通過下圖，我們(men) 來簡單的說說降壓型開關(guan) 電源的工作原理。如圖所示，電路由開關(guan) K（實際電路中為(wei) 三極管或者場效應管），續流二極管D，儲(chu) 能電感L，濾波電容C等構成。當開關(guan) 閉合時，電源通過開關(guan) K、電感L給負載供電，並將部分電能儲(chu) 存在電感L以及電容C中。
由於(yu) 電感L的自感，在開關(guan) 接通後，電流增大得比較緩慢，即輸出不能立刻達到電源電壓值。一定時間後，開關(guan) 斷開，由於(yu) 電感L的自感作用（可以比較形象的認為(wei) 電感中的電流有慣性作用），將保持電路中的電流不變，即從(cong) 左往右繼續流。這電流流過負載，從(cong) 地線返回，流到續流二極管D的正極，經過二極管D，返回電感L的左端，從(cong) 而形成了一個(ge) 回路。通過控製開關(guan) 閉合跟斷開的時間（即PWM——脈衝(chong) 寬度調製），就可以控製輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控製開、關(guan) 的時間，以保持輸出電壓不變，這就實現了穩壓的目的。
在開關(guan) 閉合期間，電感存儲(chu) 能量；在開關(guan) 斷開期間，電感釋放能量，所以電感L叫做儲(chu) 能電感。二極管D在開關(guan) 斷開期間，負責給電感L提供電流通路，所以二極管D叫做續流二極管。
在實際的開關(guan) 電源中，開關(guan) K由三極管或場效應管代替。當開關(guan) 斷開時，電流很小；當開關(guan) 閉合時，電壓很小，所以發熱功率U&TImes;I就會(hui) 很小。這就是開關(guan) 電源效率高的原因。
看過完兩(liang) 個(ge) 關(guan) 於(yu) 電源的FAQ後，大家可能對電源的效率計算還不了解。在後麵的FAQ中，我們(men) 將專(zhuan) 門給大家介紹。
常見的用於(yu) 開關(guan) 電源的芯片有：TL494，LM2575，LM2576，LM2596，34063，51414等等。
根據調整管的工作狀態，我們(men) 常把穩壓電源分成兩(liang) 類：線性穩壓電源和開關(guan) 穩壓電源。此外，還有一種使用穩壓管的小電源。
這裏說的線性穩壓電源，是指調整管工作在線性狀態下的直流穩壓電源。調整管工作在線性狀態下，可這麽(me) 來理解：RW（見下麵的分析）是連續可變的，亦即是線性的。而在開關(guan) 電源中則不一樣，開關(guan) 管（在開關(guan) 電源中，我們(men) 一般把調整管叫做開關(guan) 管）是工作在開、關(guan) 兩(liang) 種狀態下的：開——電阻很小；關(guan) ——電阻很大。工作在開關(guan) 狀態下的管子顯然不是線性狀態。
線性穩壓電源是比較早使用的一類直流穩壓電源。線性穩壓直流電源的特點是：輸出電壓比輸入電壓低；反應速度快，輸出紋波較小；工作產(chan) 生的噪聲低；效率較低（現在經常看的LDO就是為(wei) 了解決(jue) 效率問題而出現的）；發熱量大（尤其是大功率電源），間接地給係統增加熱噪聲。
工作原理：我們(men) 先用下圖來說明線性穩壓電源調節電壓的原理。如下圖所示，可變電阻RW跟負載電阻RL組成一個(ge) 分壓電路，輸出電壓為(wei) ：
Uo=Ui&TImes;RL/（RW+RL），因此通過調節RW的大小，即可改變輸出電壓的大小。請注意，在這個(ge) 式子裏，如果我們(men) 隻看可調電阻RW的值變化，Uo的輸出並不是線性的，但如果把RW和RL一起看，則是線性的。還要注意，我們(men) 這個(ge) 圖並沒有將RW的引出端畫成連到左邊，而畫在右邊。雖然這從(cong) 公式上看並沒有什麽(me) 區別，但畫在右邊，卻正好反映了“采樣”和“反饋”的概念----實際中的電源，絕大部分都是工作在采樣和反饋的模式下的，使用前饋方法很少，或就是用了，也隻是輔助方法而已。
讓我們(men) 繼續：如果我們(men) 用一個(ge) 三極管或者場效應管，來代替圖中的可變阻器，並通過檢測輸出電壓的大小，來控製這個(ge) “變阻器”阻值的大小，使輸出電壓保持恒定，這樣我們(men) 就實現了穩壓的目的。這個(ge) 三極管或者場效應管是用來調整電壓輸出大小的，所以叫做調整管。
像圖1所示的那樣，由於(yu) 調整管串聯在電源跟負載之間，所以叫做串聯型穩壓電源。相應的，還有並聯型穩壓電源，就是將調整管跟負載並聯來調節輸出電壓，典型的基準穩壓器TL431就是一種並聯型穩壓器。所謂並聯的意思，就是象圖2中的穩壓管那樣，通過分流來保證衰減放大管射極電壓的“穩定”，也許這個(ge) 圖並不能讓你一下子看出它是“並聯”的，但細心一看，確實如此。不過，大家在此還要注意一下：此處的穩壓管，是利用它的非線性區工作的，因此，如果認為(wei) 它是一個(ge) 電源，它也是一個(ge) 非線性電源。為(wei) 了便於(yu) 大家理解，回頭我們(men) 找一個(ge) 理適合的圖來看，直到可以簡明地看懂為(wei) 止。
由於(yu) 調整管相當於(yu) 一個(ge) 電阻，電流流過電阻時會(hui) 發熱，所以工作在線性狀態下的調整管，一般會(hui) 產(chan) 生大量的熱，導致效率不高。這是線性穩壓電源的一個(ge) 最主要的一個(ge) 缺點。想要更詳細的了解線性穩壓電源，請參看模擬電子線路教科書(shu) 。這裏我們(men) 主要是幫助大家理清這些概念以及它們(men) 之間的關(guan) 係。
一般來說，線性穩壓電源由調整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(ge) 基本部分組成。另外還可能包括一些例如保護電路，啟動電路等部分。下圖是一個(ge) 比較簡單的線性穩壓電源原理圖（示意圖，省略了濾波電容等元件），取樣電阻通過取樣輸出電壓，並與(yu) 參考電壓比較，比較結果由誤差放大電路放大後，控製調整管的導通程度，使輸出電壓保持穩定。
ck（升/降壓）和反相結構，具有高效率、高輸出電流、低靜態電流等特點，隨著集成度的提高，許多新型DC-DC 轉換器的外圍電路僅需電感和濾波電容；但該類電源控製器的輸出紋波和開關噪聲較大、成本相對較高。聲明：本網站原創內(nei) 容，如需轉載，請注明出處；本網站轉載的內(nei) 容（文章、圖片、視頻）等資料版權歸原網站所有。如我們(men) 采用了您不宜公開的文章或圖片，未能及時和您確認，避免給雙方造成不必要的經濟損失，請電郵聯係我們(men) ，以便迅速采取適當處理措施；郵箱：limeijun@transql.com
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