线性电源的优缺点
线性电源的优点:线性电源技术很成熟,生产成本较低,可以达到很高的稳定度,常常采用六面金属外壳,散热性能好,波纹较小,自身的干扰和噪声都比较小。适合高紧密测量仪器,信号转换电路,具有较快的瞬态响应。
线性电源的缺点:发热量很高、能源利用效率低。内部工频变压器,大功率的电源做出来体积偏大,重量很重,使用及运输不方便。
线性电源与开关电源的区别
俩者都是直流电源,线性电源适合输出线性直流电源,可在需要时大量使用。开关电源次之,它由具有高开关速度的变压器和以其重量为特征的开关管组成,具有轻重量,大容量,高输出质量,相控电原要求不高且电流非常大的优势。
线性电源的调节管在放大状态下工作,因此会产生大量热量并且效率较低(约35%)。需要一个庞大的散热器,也需要一个大功率的频率变换器。当要产生多组电压输出时当变压器较大时。
开关电源的控制管在饱和和截止状态下工作,因此发热量低,效率很高(超过75%),并且省去了大容量变压器。但是,开关电源的直流输出会叠加一个较大的纹波(在5 V输出时通常为50 mV),这可以通过在输出端并联一个齐纳二极管来改善。此外,由于中断器会产生较大的峰值噪声,因此必须串联磁珠以改善电路。相对而言,线性电源没有上述缺点,其纹波可以非常小(低于5 mV)。
尽量使用需要能效和安装体积的开关电源,并且在需要电磁干扰和功率纯度(例如电容泄漏检测)时经常使用线性电源。如果需要隔离电路,则现在主要使用DC-DC为隔离部分供电(根据其工作原理,DC-DC是开关电源)。开关电源中使用的高频变压器也会对风产生干扰
开关电源和线性电源的内部结构完全不同。顾名思义,开关电源具有开关功能。它使用可变占空比或频率转换方法来获得不同的电压。实现更加复杂。很大的优点是效率很高。超过90%的缺点是纹波和开关噪声大,适用于纹波和噪声要求不高的情况。虽然线性电源没有开关效果,并且是连续模拟控制的一部分,但其内部结构相对简单,芯片面积较小。成本低,优点是成本低,波噪声低,主要缺点是效率低。它们有自己的缺点,并且在使用上是互补的。
线性稳压电源的组成
电源变压器将来自电网的交流输入电压(例如220V,50Hz)变换为较低的交流电压(例如9V、12V、15V等)。电源变压器通常有两个或两个以上的绕组,其中接交流电源的绕组叫初级绕组,其余的绕组叫次级绕组。初级绕组和次级绕组在电气上是绝缘的,因此,电源变压器在电压幅度变换的同时,实现了与电网电气隔离的作用。电源变压器也称为工频变压器,其工作频率为50Hz或60Hz,体积较大,比较笨重。
整流电路是通过具有单向导电性能的半导体二极管,将正负交替的正弦交流电压变换为单向的脉动直流电压。整流电路通常选用由4只二极管组成的桥式整流器件,简称整流桥。整流电路输出的脉动直流电压含有很大的交流成分,不能直接供电子电路使用。需要在整流电路之后连接滤波电路。
在中小功率线性电源中通常采用电容滤波电路,将滤波电容直接并联在整流电路的输出端即可组成电容滤波电路。滤波电路能够滤除脉动直流电压中大部分的交流成分,使其变成比较平滑的直流电压。虽然滤波后的直流电压比较平滑,但还是有一定的纹波电压。并且,当电网的交流电压或者电源的负载电流变化时,滤波后的直流电压也将发生变化。要想得到恒定的输出电压,还需要加入稳压电路。
稳压电路能够在电网电压、负载电流、环境温度等发生变化时,自动调节电路参数,使电源的输出电压保持恒定。并且可以将输出电压的纹波降低到很小的数值。
线性电源(LDO)原理分析
首先、线性稳压器(LDO)是一种低压差线性稳压器,这是相对于传统的线性稳压器而言的,传统的线性稳压器都要求输入电压比输出电压至少高出2V~3V,否则就不能工作;而LDO则只要求200mV左右即可。
线性电源(LDO)的管子是工作在放大区的,处于放大状态。线性电源LDO只能***,不能升压。
开关电源(DC-DC)的管子是工作在饱和区、截止区的,处于开关状态。开关电源(DC-DC)既可以升压也可以***。
LDO的功率损耗主要消耗再开关管上,为开关管的很大耗散功率损耗,所以效率极低。
二、线性稳压器(LDO)工作原理:
线性稳压器(LDO)内部电路一般包括:分压取样电路、基准电压、误差放大电路、晶体管(MOS管)调整电路四部分。
LDO都有电压负反馈回路,以保持输出电压的稳定,而且误差放大电路采用分离元器件的较多,一般很少使用集成运放。
三、基准电压电路与保护电路
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