什么是開關(guān)電源？跟線性電源有何區(qū)別？

目前電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，且電子設(shè)備都離不開可靠的電源。開關(guān)電源是開關(guān)穩(wěn)壓電源的簡稱，一般指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC(交流電)-DC(直流電)交換器。開關(guān)電源內(nèi)部的功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，本身消耗的能量很低，電源效率可達75%～90%，比普通線性穩(wěn)壓電源提高一倍。比較相近的概念容易混淆就像開關(guān)電源和線性電源。從概念上講，似乎有些共通之處，但實際上卻并不相同，本文將為大家介紹開關(guān)電源和線性電源的區(qū)別。

首先我們來了解何為線性電源，何為開關(guān)電源；從字面意思可以理解為：使用線性穩(wěn)壓器制作的電源系統(tǒng)便是線性電源，使用開關(guān)穩(wěn)壓器制作的電源，便是開關(guān)電源。接下來我們介紹線性穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器。

線性穩(wěn)壓器

線性穩(wěn)壓器，是我們常說的LDO，其傳輸器件工作在線性區(qū)，說白了就是電阻分壓，只能用于降壓變換，輸出電流幾乎等于輸入電流，當(dāng)輸入輸出壓差大時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率較低。

優(yōu)點：輸出電壓純凈、紋波小、噪聲低、使用簡單。

缺點：只能實現(xiàn)降壓輸出，且輸入輸出壓差大時，轉(zhuǎn)換效率低。

開關(guān)穩(wěn)壓器

開關(guān)穩(wěn)壓器，利用功率管不斷的開啟與關(guān)斷，配合儲能元器件（電感、電容）來實現(xiàn)能量的傳輸與變換，實現(xiàn)電壓的變換。根據(jù)系統(tǒng)電路中器件的連接方式不同，可以實現(xiàn)直流升壓、降壓、負壓、升降壓等變換。理想狀態(tài)下，電感、電容不會有能量損耗，所以系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率相對較高。

優(yōu)點：效率高、體積小、功率密度大，可以實現(xiàn)多種電源變換。

缺點：由于功率管開關(guān)和儲能器件的電磁變換，輸出電壓紋波和噪聲相對偏大，同時產(chǎn)生電磁騷擾，系統(tǒng)成本相對較高。

開關(guān)電源和線性電源的區(qū)別

簡單來說，線性電源的調(diào)壓可以看成調(diào)阻值，相當(dāng)于通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓發(fā)生改變，而開關(guān)電源是通過調(diào)節(jié)開關(guān)的頻率使得電壓發(fā)生變化。同時，開關(guān)電源與線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，只是二者增長速率各異。

（1）線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源。

因此，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)不斷突破與創(chuàng)新，這一個成本問題，反而讓開關(guān)電源技術(shù)向低輸出電力端移動，為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。

（2）電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進入80年代后計算機全面實現(xiàn)開關(guān)電源化，到90年代開關(guān)電源相繼進入各種電子、電器領(lǐng)域。

（3）其實從開關(guān)電源的原理圖可以了解到：它沒有采用笨重的工頻變壓器，同時因為調(diào)整管上的耗散功率大幅度降低，從而省去較大的散熱片。這使得開關(guān)電源的體積變小，重量輕。但是，開關(guān)電源最大優(yōu)點是——功耗小，效率高。在開關(guān)電源電路中，晶體管在激勵信號的激勵下，它不斷重復(fù)‘導(dǎo)通’‘截至’的開關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度極快，頻率在50HZ只有，使得電源效率大大的提高。

（4）開關(guān)電源穩(wěn)壓范圍寬。從開關(guān)電源的輸出電壓是有激勵信號的占空比來調(diào)節(jié)的，輸入信號信號電壓的變化可以通過調(diào)頻或調(diào)寬來進行補償。這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。

（5）開關(guān)電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz，是線性穩(wěn)壓電源的1000倍，這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍;即使采用半波整流后加電容濾波，效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下，采用開關(guān)電源時，濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500~1/1000。