線性電源定義及工作原理介紹

一、線性電源簡介：

線性電源是先將交流電經過變壓器變壓，再經過整流電路整流濾波得到未穩定的直流電壓，要達到高精度的直流電壓，必須經過電壓反饋調整輸出電壓。從主要性能上看，這種電源技術很成熟，可以達到很高的穩定度，波紋也很小，而且沒有開關電源具有的干擾與噪音。電壓反饋電路是工作在線性狀態，調整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，調整管的功耗太大，轉換效率低。

線性電源是指用于電壓調整的管子工作在線性區。與之對應的還有開關電源是指用于電壓調整的管子工作在飽和和截至區即開關狀態的。

線性電源一般是將輸出電壓取樣然后與參考電壓送入比較電壓放大器，此電壓放大器的輸出作為電壓調整管的輸入，用以控制調整管使其結電壓隨輸入的變化而變化，從而調整其輸出電壓。但開關電源是通過改變調整管的開和關的時間即占空比來改變輸出電壓的。

線性電源用于電壓調整的管子工作在線性區。與之對應的還有開關電源是指用于電壓調整的管子工作在飽和和截至區即開關狀態的。

線性電源一般是將輸出電壓取樣然后與參考電壓送入比較電壓放大器，此電壓放大器的輸出作為電壓調整管的輸入，用以控制調整管使其結電壓隨輸入的變化而變化，從而調整其輸出電壓。但開關電源是通過改變調整管的開和關的時間即占空比來改變輸出電壓的。二、線性電源的原理：線性電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路等。線性電源是先將交流電經過變壓器變壓，再經過整流電路整流濾波得到未穩定的直流電壓，要達到高精度的直流電壓，必須經過電壓反饋調整輸出電壓，這種電源技術很成熟，可以達到很高的穩定度，波紋也很小，而且沒有開關電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點是需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當大，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態，調整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，致使調整管的功耗太大，轉換效率低，還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計算機等設備的需要，將逐步被開關電源所取代。三、對比開關電源：開關電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。它們的功能是：

1、輸入電網濾波器：消除來自電網，如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產生的干擾，同時也防止開關電源產生的高頻噪聲向電網擴散。

2、輸入整流濾波器：將電網輸入電壓進行整流濾波，為變換器提供直流電壓。

3、逆變器：是開關電源的關鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網隔離的作用。

4、輸出整流濾波器：將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時還防止高頻噪聲對負載的干擾。

5、控制電路：檢測輸出直流電壓，并將其與基準電壓比較，進行放大。調制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩定。

6、保護電路：當開關電源發生過電壓、過電流短路時，保護電路使開關電源停止工作以保護負載和電源本身。

開關電源是將交流電先整流成直流電，在將直流逆變成交流電，在整流輸出成所需要的直流電壓。這樣開關電源省去下線性電源中的變壓器，以及電壓反饋電路。而開關電源中的逆變電路完全是數字調整，同樣能達到非常高的調整精度。

開關電源的主要工作原理就是上橋和下橋的Mos管輪流導通，首先電流通過上橋Mos管流入，利用線圈的存儲功能，將電能集聚在線圈中，最后關閉上橋Mos管，打開下橋的Mos管，線圈和電容持續給外部供電。然后又關閉下橋Mos管，再打開上橋讓電流進入，就這樣重復進行，因為要輪流開關Mos管，所以稱為開關電源。

而線性電源就不一樣了，由于沒有開關介入，使得上水管一直在放水，如果有多的，就會漏出來，這就是我們經�？吹降哪承┚�性電源的Mos管發熱量很大，用不完的電能，全部轉換成了熱能。從這個角度來看，線性電源的轉換效率就非常低了，而且熱量高的時候，元件的壽命勢必要下降，影響最終的使用效果。

開關電源和線性電源的區別主要是他們的工作方式。

線性電源功率器件工作在線性狀態，也就是說他一用起來功率器件就是一直在工作，所以也就導致他的工作效率低，一般在50[[%]]~60[[%]]，還得說他是很好的線性電源。線性電源的工作方式，使他從高壓變低壓必須有將壓裝置，一般的都是變壓器，也有別的像KX電源，再經過整流輸出直流電壓。這樣一來他的體積也就很大，笨重，效率低、發熱量也大。他也有他的優點：紋波小，調整率好，對外干擾小。適合用與模擬電路，各類放大器等。

開關電源。他的功率器件工作在開關狀態，(一開一關，一開一關，頻率非�？�，一般的平板開關電源頻率在100~200KHz，模塊電源在300～500KHz)。這樣他的損耗就小，效率也就高，對變壓器也有了要求，要用高磁導率的材料來做。有點墨跡了，他的變壓器就是一個字小.效率80%～90%吧.據說美國最好的VICOR模塊高達99%。開關電源的效率高體積小，但是和線性電源比他的紋波，電壓電流調整率就有折扣了。

線性電源基本工作原理

線性電源主回路的工作過程是輸入電源先經預穩壓電路進行初步交流穩壓后,通過主工作變壓器隔離整流變換成直流電源,再經過控制電路和單片微處理控制器的智能控制下對線性調整元件進行精細調節,使之輸出高精度的直流電壓源。

1、電源變壓器及整流:將380V的交流電變換成所需的直流電。

2、預穩壓電路:采用繼電器元件或可控硅元件對輸入的交流或直流電壓進行預調整和初步穩壓,從而降低線性調整元件的功耗,提高工作效率.并確保輸出電壓源高精度和高穩定。

3、線性調整元件:對濾波后的直流電壓進行精細調整,使輸入電壓達到所需要的值和精度要求。

4、濾波電路:對直流電源的脈動波,干擾,噪聲進行最大限度的阻止,和吸收,從而保證直流電源的輸出電壓低紋波、低噪聲、低干擾。

5、單片機控制系統:單片微處理控制器對檢測到的各種信號進行比較、判斷、計算、分析等處理后,再發出相應的控制指令使直流穩壓電源整體穩壓系統工作正常、可靠、協調。

6、輔助電源及基準電壓源:為直流穩壓系統提供高精度的基準電壓源及電子電路工作所需要的電源。

7、電壓取樣及電壓調節:檢測直流穩壓電源輸出電壓值及設定調節直流穩壓電源的輸出電壓值。

8、比較放大電路:將直流穩壓電源的輸出電壓值與基準源的電壓進行比較取得誤差電壓信號后,進行放大反饋及控制線性調整元件而保證輸出電壓穩定。

9、電流檢測電路:取得直流穩壓電源輸出電流值,作限流或保護控制的信息。

10、驅動電路:為驅動可執行元件而設置的功率放大電路。

11、顯示器:直流穩壓電源輸出電壓值及輸出電流值的顯示。

線性電源用途

線性電源產品可廣泛應用于科研、大專院校、實驗室、工礦企業、電解、電鍍、充電設備等。