开关电源与线性电源的区别及用途
开关电源和线性电源的区别
开关电源和线性电源的区别1、开关电源是直流电转变为高频脉冲电流，将电能储存到电感、电容元件中，利用电感、电容的特性将电能按预定的要求释放出来来改变输出电压或电流的；线性电源没有高频脉冲和储存元件，它利用元器件线性特性在负载变化时瞬间反馈控制输入达到稳定电压和电流的。
2、开关电源可以降压，也可以升压；线性电源只能降压。
3、开关电源效率高；线性电源效率低。
4、线性电源控制速度快，波纹小；开关电源波纹大。
一、线性电源的原理：线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。
线性电源是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音。
但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。
这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。
二、开关电源的原理：开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。
它们的功能是：1、输入电网滤波器：消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。
2、输入整流滤波器：将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。
3、逆变器：是开关电源的关键部分。
它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。
4、输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。
5、控制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。
调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定。
开关电源和线性电源的优点和缺点对比(特制材料)
开关电源和线性电源的优点和缺点对比开关电源是相对线性电源而言的，线性电源是利用功率半导体器件的线性工作区，通过调节线性阻抗来达到调节输出的目的；而开关电源是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率来达到调节输出的目的。
其优点是：1、效率较高，体积小。
由于开关电源的电压控制是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率达到的，所以就不存在铁损和铜损，元器件的损耗可以忽略不计，比较变压器而言效率较高；由于它只有元器件和电路板，因而体积就会很小，重量也较轻。
2、电压输入范围宽。
一般可达到160V-270之间。
但它的缺点更是它致命的：1、开关电源看着小巧，功率和磁心变压器以及控制方式有关，电磁干扰大，纹波系数大。
尤其有音频、视频的范畴内，对电磁干扰非常敏感，在音频表现为音色不纯厚，可能会有丝丝声；在视频表现为，图像可能会有细小的纹波，不细腻。
2、设计复杂，维护维修不方便。
往往越是复杂的设备出现的问题的可能性就越大，而且开关电源一旦出现问题，一般非专业人士是维修不了的，找别人维修，费用又太高，还不如废弃掉。
3、体积小是开关电源的优点，但设计不好就成为它的缺点了。
为了追求更小，一大把元器件挤在一个小壳子里,散热不好,我们以前用的当中也出现过外壳变形的现象。
4、开关电源的元器件在选择上也不是很规范,这是国产开关电源的通病。
国家有关质检部门检验市场上的开关电源发现，有过半数的不合格，这其中还包括进口开关电源。
5、最大的一点就是抗雷击能力非常低。
在监控系统中，遭遇雷击的可能也非常大，主要表现为从电源串入，直接雷击的可能性非常小。
一旦220V的电压突然变高，开关电源在瞬间就被烧毁。
前段时间的一个监控系统中，在一个雷过后，监控总闸跳了，再合上闸后，大部分摄像机还正常工作，一部分监视器显示无视频信号。
经检查发现，无视频信号的全部都是开关电源（施工时有的地方安装不方便，就用了开关电源），最后又在摄像机杆上安装上了电源箱，换上了变压器电源。
线性电源和开关电源
一、水声设备电源电源分为交流电源和直流电源，就水声设备而言，主要应用为直流稳压电源。
直流电源可分为线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。
与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源，它的电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。
它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹，功率管工作在饱或及截止区即开关状态。
线性电源和开关电源的区别：1、工作方式不同（1）线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（不高于50%），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。
（2）开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。
但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波，另外开关管工作时会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。
2、内部结构不同（1）开关电源利用变占空比或变频的方法实现不同的电压，实现较为复杂，最大的优点是高效率，缺点是纹波和开关噪声较大，适用于对纹波和噪声要求不高的场合。
（2）线性电源没有开关动作，属于连续模拟控制，内部结构相对简单，芯片面积也较小，成本较低，优点是成本低，纹波噪声小，最大的缺点是效率低。
它们各有有缺点在应用上互补共存。
3、适用要求不一样效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方多选用线性电源。
稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
二、直流电源主要参数1、源电压效应输入电压的变化引起输出量变化的效应，改变量是源电压，被测量是输出电压的稳态值。
%100max ⨯∆=oNU U U S其中 S U — 源电压效应系数（电压调整率），这个值越小越好，是衡量稳压电源性能的一个重要指标。
开关电源与线性电源的比较
开关电源与线性电源的比较
开关电源的优缺点
∙电源（Power Supply）原始定义：把其他形式的能源转换成电能的装置叫做电源。
按此定义，日常生活中常见的电源有如下一些：
图1 相对轻巧的开关电源
∙优点：
∙1、转换效率高，理想情况下没有功率损耗；
∙2、体积小，频率的提高带来小型化的体积；
∙3、可降压或升压输出；
∙4、输入输出容易隔离；
∙5、容易实现多路输出；
∙6、可输出负电压；
∙7、输入电压范围能做得很宽。
∙缺点：
∙相对线性电源而言，唯一的确定就是有相对大的输出纹波噪声，电磁辐射比线性电源的大。
线性电源的优缺点
∙图3 比较笨重的线性电源
∙几乎跟开关电源的优缺点完全反过来，线性电源的优缺点如下：
∙优点：
∙电路没有开关器件，因此没有开关噪声，输出非常干净。
∙缺点：
∙1、只能降压；
∙2、只能做同种电压极性的转换；
∙3、输入、输出不能实现隔离；
∙4、难于实现多路输出；
∙5、效率低、晶体管损耗大；
∙6、输入电压范围窄；
∙7、发热厉害；
∙8、体积大。
∙事实上，开关电源的问世，最早就是大名鼎鼎的NASA（美国国家航空航天局）为降低卫星的重量，而推动研发的。
现在，绝大多数的电源供电都采用了开关电源，如笔记本电脑的电源适配器、LED灯的驱动电源、充电器、太阳能逆变器、模块电源、通信电源等等，本质上都是开关电源，线性电源只在小部分模拟电路，小电流供电场合应用。
开关电源和线性电源的区别,各用在什么场合？
开关电源和线性电源的区别，各用在什么场合？线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。
开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。
但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。
相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。
对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。
另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源）。
还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。
开关电源介绍开关电源设计1 电子产品，特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程，不但要考虑电源本身参数设计，还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。
因为任何方面那怕是最微小的疏忽，都可能导致整个电源的崩溃，所以我们应充分认识到电源产品可靠性设计的重要性。
2 开关电源电气可靠性设计2.1 供电方式的选择集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量，而且应用单台电源供电，当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。
分布式供电系统因供电单元靠近负载，改善了动态响应特性，供电质量好，传输损耗小，效率高，节约能源，可靠性高，容易组成N＋1冗余供电系统，扩展功率也相对比较容易。
所以采用分布式供电系统可以满足高可靠性设备的要求。
2.2 电路拓扑的选择开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。
线性稳压电源和开关电源哪一种好？
线性稳压电源和开关电源哪一种好？凡事都有两面性，看如何用？用之前，想到它们各自优缺点，再与实际情况结合，避开缺点利用优点就是好的。
如今电子设备琳琅满目，应用于生活各个方面，肯定离不开电源，其中绝大多数电子设备又要直流稳压电源提供电源。
因此电源质量与可靠性直接关系到电子设备的工作安全性和技术指标。
说到直流稳压电源无非就是线性稳压电源开关电源两类。
线性稳压电源
其主要有调整管、采样电阻、方法电路、基准电压这四部分组成，其组成框图如下。
线性稳压电源原理
用误差放大器抓获反馈信号，随之控制MOS管或三极管的门极信号，再通过管控流流过晶体管的电流控制调整管的压降，最终稳压输出直流电源。
开关电源
其理论基础是电力电子技术，开关状态是由于它的功能管工作在饱和区或截止区，最终是通过对可控器件通断时间比的控制来实现稳压输出电压。
开关电源工作原理
用误差放大器抓获反馈信号，随之控制MOS管或三极管的门极开关，通过晶体管实现储能工作，确保稳定的直流电压输出。
开关电源和线性稳压电源区别
线性稳压电源工作于方大区，发热量大、效率低、纹波小，但需要较大体积散热片及较大体积的变压器，多路电压输出变压器体积更大。
开关电源调整管工作于饱和与截止区，发热量小效率高，大体积变压器省去，但直流输出电压会叠加较大纹波。
结束语；线性稳压电源和开关电源哪个好用？结合实际应用情况，发挥各自优点避开缺点。
例如，纹波要求小，压差、电流小、模拟信号处理系统等，线性稳压电源优势明显。
例如，便携式电子产品、升降压、在意效率及散热等，开关电源优势明显。
线性电源、相控电源和开关电源对比
电源技术课程中期作业姓名：班级：学号：邮箱：@2014.11线性电源、相控电源与开关电源对比一、三种电源原理简述线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。
如图1所示，线性电源的工作机理是误差放大器抓取反馈信号来控制MOSFET(或者三极管) Q1的门极信号来管控Q1的阻抗，通过Q1与R1,R2的分压来实现需要的V out。
Q1此时工作在线性状态，可以看成一个可调电阻，所以这种电源叫线性电源。
图1 线性电源工作原理图相控电源（Phase controlled power supply）是指采用晶闸管作为整流器件的电源系统，其原理是交流输入电压经工频变压器降压，然后采用晶闸管进行整流。
并通过移相控制以保持输出电压的稳定。
开关电源（Switching power supply）是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
简单地说,开关电源的工作原理是交流电源输入经整流滤波成直流，再通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上，开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载，最后输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比稳定输出。
如图2所示，开关电源的工作机理是误差放大器抓取反馈信号来控制MOSFET(或者三极管)Q1的门极信号来管控Q1的开关，通过Q1的开关以及Lo,Co的储能一起事先设定的V o。
Q1此时工作在开关状态，可以看成一个开关，所以这种电源叫开关电源。
图2 开关电源工作原理图二、三种电源对比线性电源功率器件工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大，所需的滤波电容的体积和重量也相当大。
线性电源与开关电源的区别，您知道吗？
线性电源与开关电源的区别，您知道吗？
大家好，今天这一期就简单说说开关电源与线性电源的区别！众所周知，电源作为功放非常重要的组成部分，电源的好坏对音质也有一定的影响！
线性电源，它是通过这个变压器和一个电路板，把高压通过变压器转换为低压之后呢，再进行整流滤波，所得到的的一比较稳定的电压！优点是性能稳定，没有高频纹波等干扰。
而缺点是发热、能源利用率低！
而开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
优点是体积小、重量轻：由于没有工频变压器，所以体积和重量只有线性电源的20～30%，并且功耗小、效率高！
对于功放来说，开关电源与线性电源影响音质的问题！一般来说，线性电源稳定，那么它的底噪相对就小些！而开关电源由于电压适用性广，很多电源可以支持到10V到240V，有的可能低一点80V到260V，正因为这个有点，因此在设计上就需要相对高的要求，相比线性的简单明了，开关电源的设计好坏能直接影响到功放音质问题！
因此，很多烧友说线性比开关好，这并不一定！好的开关电源也可以达到线性的效果！更何况，底噪只要能在一个合理的范围，也是广大烧友所能接受的！。
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开关电源和线性电源的区别，各用在什么场合？
线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效
率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样
也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会
更庞大。
开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热
量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。
但开
关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关
管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁
珠加以改善。
相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可
以做的很小（5mV以下）。
对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为
佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电
检测）多选用线性电源。
另外当电路中需要作隔离的时候现在
多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说
就是开关电源）。
还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕
制起来比较麻烦。
开关电源介绍
开关电源设计
1 电子产品，特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程，不但要考虑电源本身参数
设计，还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。
因为
任何方面那怕是最微小的疏忽，都可能导致整个电源的崩溃，所以我们应充分认识到电源
产品可靠性设计的重要性。
2 开关电源电气可靠性设计
2.1 供电方式的选择
集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电
质量，而且应用单台电源供电，当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。
分布式供电系统因
供电单元靠近负载，改善了动态响应特性，供电质量好，传输损耗小，效率高，节约能
源，可靠性高，容易组成N＋1冗余供电系统，扩展功率也相对比较容易。
所以采用分布式
供电系统可以满足高可靠性设备的要求。
2.2 电路拓扑的选择
开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激
式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。
单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式
的开关管的承压在两倍输入电压以上，如果按60％降额使用，则使开关管不易选型。
在推
挽和全桥拓扑中可能出现单向偏磁饱和，使开关管损坏，而半桥电路因为具有自动抗不平
衡能力，所以就不会出现这个问题。
双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大
输入电压，即使按60％降额使用，选用开关管也比较容易。
在高可靠性工程上一般选用这
两类电路拓扑。
2.3 控制策略的选择
在中小功率的电源中，电流型PWM控制是大量采用的方法，它较电压控制型有如下优
点：逐周期电流限制，比电压型控制更快，不会因过流而使开关管损坏，大大减小过载与
短路的保护；优良的电网电压调整率；迅捷的瞬态响应；环路稳定，易补偿；纹波比电压
控制型小得多。
生产实践表明电流控制型的50W开关电源的输出纹波在25mV左右，远优于电
压控制型。
硬开关技术因开关损耗的限制，开关频率一般在350kHz以下，软开关技术是应用谐振
原理，使开关器件在零电压或零电流状态下通断，实现开关损耗为零，从而可将开关频率提高到兆赫级水平，这种应用软开关技术的变换器综合了PWM变换器和谐振变换器两者的优点，接近理想的特性，如低开关损耗、恒频控制、合适的储能元件尺寸、较宽的控制范围及负载范围，但是此项技术主要应用于大功率电源，中小功率电源中仍以PWM技术为主。
2.4 元器件的选用
因为元器件直接决定了电源的可靠性，所以元器件的选用非常重要。
元器件的失效主要集中在以下四个方面：
（1)制造质量问题
质量问题造成的失效与工作应力无关。
质量不合格的可以通过严格的检验加以剔除，在工程应用时应选用定点生产厂家的成熟产品，不允许使用没有经过认证的产品。
（2)元器件可靠性问题
元器件可靠性问题即基本失效率的问题，这是一种随机性质的失效，与质量问题的区别是元器件的失效率取决于工作应力水平。
在一定的应力水平下，元器件的失效率会大大下降。
为剔除不符合使用要求的元器件，包括电参数不合格、密封性能不合格、外观不合格、稳定性差、早期失效等，应进行筛选试验，这是一种非破坏性试验。
通过筛选可使元器件失效率降低1～2个数量级，当然筛选试验代价(时间与费用)很大，但综合维修、后勤保障、整架联试等还是合算的，研制周期也不会延长。
电源设备主要元器件的筛选试验一般要求：
①电阻在室温下按技术条件进行100％测试，剔除不合格品。
②普通电容器在室温下按技术条件进行100％测试，剔除不合格品。
③接插件按技术条件抽样检测各种参数。
④半导体器件按以下程序进行筛选：
目检→初测→高温贮存→高低温冲击→电功率老化→高温测试→低温测试→常温测试
筛选结束后应计算剔除率Q
Q=(n / N)×100%
式中：N——受试样品总数；
n——被剔除的样品数；
如果Q超过标准规定的上限值，则本批元器件全部不准上机，并按有关规定处理。
在符合标准规定时，则将筛选合格的元器件打漆点标注，然后入专用库房供装机使用。
（3)设计问题
首先是恰当地选用合适的元器件：
①尽量选用硅半导体器件，少用或不用锗半导体器件。
②多采用集成电路，减少分立器件的数目。
③开关管选用MOSFET能简化驱动电路，减少损耗。
④输出整流管尽量采用具有软恢复特性的二极管。
⑤应选择金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器件。
禁止选用塑料封装的器件。
⑥集成电路必须是一类品或者是符合MIL－M－38510、MIL－S－19500标准B－1以上质量等级的军品。
⑦设计时尽量少用继电器，确有必要时应选用接触良好的密封继电器。
⑧原则上不选用电位器，必须保留的应进行固封处理。
⑨吸收电容器与开关管和输出整流管的距离应当很近，因流过高频电流，故易升温，所以要求这些电容器具有高频低损耗和耐高温的特性。
在潮湿和盐雾环境下，铝电解电容会发生外壳腐蚀、容量漂移、漏电流增大等情况，所以在舰船和潮湿环境，最好不要用铝电解电容。
由于受空间粒子轰击时，电解质会分解，所以铝电解电容也不适用于航天电子设备的电源中。
钽电解电容温度和频率特性较好，耐高低温，储存时间长，性能稳定可靠，但钽电解电容较重、容积比低、不耐反压、高压品种(>125V)较少、价格昂贵。
关于降额设计：电子元器件的基本失效率取决于工作应力(包括电、温度、振动、冲击、频率、速度、碰撞等)。
除个别低应力失效的元器件外，其它均表现为工作应力越高，失效率越高的特性。
为了使元器件的失效率降低，所以在电路设计时要进行降额设计。
降额程度，除可靠性外还需考虑体积、重量、成本等因素。
不同的元器件降额标准亦不同，实践表明，大部分电子元器件的基本失效率取决于电应力和温度，因而降额也主要是控制
这两种应力，以下为开关电源常用元器件的降额系数：
①电阻的功率降额系数在0.1～0.5之间。
②二极管的功率降额系数在0.4以下，反向耐压在0.5以下。
③发光二极管．。