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穩(wěn)壓電源和開關電源的區(qū)別是什么?
穩(wěn)壓電源定義是能為負載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類。
交流穩(wěn)壓電源
交流穩(wěn)壓電源又稱交流穩(wěn)壓器。隨著電子技術的發(fā)展,特別是電子計算機技術應用到各工業(yè)、科研領域后,各種電子設備都要求穩(wěn)定的交流電源供電,電網直接供電已不能滿足需要,交流穩(wěn)壓電源的出現(xiàn)解決了這一問題。
常用的交流穩(wěn)壓電源有:
①鐵磁諧振式交流穩(wěn)壓器。由飽和扼流圈與相應的電容器組成,具有恒壓伏安特性。
②磁放大器式交流穩(wěn)壓器。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成,利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩(wěn)定輸出電壓。
③滑動式交流穩(wěn)壓器。通過改變變壓器滑動接點位置穩(wěn)定輸出電壓。
④感應式交流穩(wěn)壓器。靠改變變壓器次、初級電壓的相位差,使輸出交流電壓穩(wěn)定。
⑤晶閘管交流穩(wěn)壓器。用晶閘管作功率調整元件。穩(wěn)定度高、反應快且無噪聲。但對通信設備和電子設備造成干擾。
20世紀80年代以后,又出現(xiàn)3種新型交流穩(wěn)壓電源:補償式交流穩(wěn)壓器。數(shù)控式和步進式交流穩(wěn)壓器。凈化式交流穩(wěn)壓器。具有良好隔離作用,可消除來自電網的尖峰干擾。
直流穩(wěn)壓電源
直流穩(wěn)壓電源又稱直流穩(wěn)壓器。它的供電電壓大都是交流電壓,當交流供電電壓的電壓或輸出負載電阻變化時,穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。穩(wěn)壓器的參數(shù)有電壓穩(wěn)定度、紋波系數(shù)和響應速度等。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。
紋波系數(shù)表示在額定工作情況下,輸出電壓中交流分量的大??;后者表示輸入電壓或負載急劇變化時,電壓回到正常值所需時間。直流穩(wěn)壓電源分連續(xù)導電式與開關式兩類。
前者由工頻變壓器把單相或三相交流電壓變到適當值,然后經整流、濾波,獲得不穩(wěn)定的直流電源,再經穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓(或電流)。這種電源線路簡單、紋波小、相互干擾小,但體積大、耗材多,效率低(常低于40%~60%)。
后者以改變調整元件(或開關)的通斷時間比來調節(jié)輸出電壓,從而達到穩(wěn)壓。這類電源功耗小,效率可達85%左右,但缺點是紋波大、相互干擾大。所以,80年代以來發(fā)展迅速。
從工作方式上可分為:
①可控整流型。用改變晶閘管的導通時間來調整輸出電壓。
②斬波型。輸入是不穩(wěn)定的直流電壓,以改變開關電路的通斷比得到單向脈動直流,再經濾波后得到穩(wěn)定直流電壓。
③變換器型。不穩(wěn)定直流電壓先經逆變器變換成高頻交流電,再經變壓、整流、濾波后,從所得新的直流輸出電壓取樣,反饋控制逆變器工作頻率,達到穩(wěn)定輸出直流電壓的目的。
穩(wěn)壓電源的種類很多,串聯(lián)型穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流元器件、濾波電容、調整元件(調整管或三瑞穩(wěn)壓器等)、基準電壓、取樣網絡、比較放大以及過載或短路保護等組合而成。由于串聯(lián)型穩(wěn)壓電源屬線性穩(wěn)壓電路,且調整管在穩(wěn)壓便。其缺點是功耗大、效率低和允許電網波動范圍小。一般串聯(lián)穩(wěn)壓電源允許電網波動范圍為(220±22)V。 為了降低功耗,提高效率,引入了開關型穩(wěn)壓電源。
開關型穩(wěn)壓電源通常稱之為開關電源。它有以下:
1、開關電源是直接對電網電壓進行整流濾波調整,然后由開關調整管進行穩(wěn)壓。所以不需要變壓器的。
2、開關電源一般采用功率半導體器件作為開關,通過控制開關的占空比調整輸出電壓。以功率晶體管(GTR)為例,當開關管飽和導通時,集電極和發(fā)射極兩端的壓降接近零,在開關管截止時,其集電極電流為零,所以功耗小,效率高。效率可高達70%~95%。而功耗小,散熱器也隨之減小。
3、開關工作頻率在幾十千赫,所用濾波電容器和電感的容量值較小。因此開關電源具有重量輕,體積小等特點。
4、由于功耗小,機內溫升低,從而提高了整機的穩(wěn)定性和可靠性。
電源有分開關電源與穩(wěn)壓電源,這兩種電源是有區(qū)別的,但也存在著相似之處。
開關電源是近代普遍推廣的穩(wěn)壓電源,具有效率高、電壓范圍寬,輸出電壓穩(wěn)定等特點,現(xiàn)在應用比較廣。
比如現(xiàn)在電腦的ATX電源、筆記本電腦電源適配器、打印機電源、手機充電器等等。穩(wěn)壓電源是在負載功率變化時,輸出電壓仍然保持固定的電壓值。開關電源也是穩(wěn)壓電源,但穩(wěn)壓電源不能直接稱為開關電源。
穩(wěn)壓電源是使用電子電路輸出電壓達到穩(wěn)定目的的電源,有串聯(lián)型穩(wěn)壓電源、并聯(lián)型穩(wěn)壓電源、開關穩(wěn)壓電源。
普通的串聯(lián)穩(wěn)壓電源都安裝電源變壓器,具有輸出電壓穩(wěn)定、波紋小等優(yōu)點,但是電壓范圍小,效率低。
并聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出電壓特別穩(wěn)定,但是負載能力很差,只在儀表內部做基準用。
開關電源的調整管工作在飽和和截止狀態(tài),因而發(fā)熱量小,效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關直流穩(wěn)壓的輸出的直流上面會疊加較大的紋波(50mv),在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善,另外由于開關管工作是會產生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。
相對而言直流穩(wěn)壓電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很?。?/font>15mv以下)。對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關直流穩(wěn)壓電源最好,對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方(例如電容漏電檢測)多選用線性直流穩(wěn)壓電源。另外當電路中需要做隔離的時候現(xiàn)在多數(shù)用DC-DC來做對隔離部分供電(DC-DC從其工作原理上來說就是開關直流穩(wěn)壓電源)。開關直流穩(wěn)壓電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來較麻煩。
開關電源相對質量較輕,體積較小。開關電源是通過開關管的打開與關閉的次數(shù)或時間,來調節(jié)輸出功率,效率比線性穩(wěn)壓電源要高,發(fā)熱量相對要小很多,但是動態(tài)響應較差,適宜較穩(wěn)定負載場所。 開關電源的濾波電容由于工作頻率很高,故對電網的干擾很大。
直流線性穩(wěn)壓電源相對較重,濾波電容個頭大,整體體積大。直流線性穩(wěn)壓電源是調整管分壓使輸出電壓降低,所以調整管的負擔很重,發(fā)熱量大且效率較低。但是動態(tài)響應很好,適宜負載變化較頻繁場所,例如音頻功放機。
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