五种开关电源特性分析、优缺点(优点、缺点)解析
开关、线性电源优缺点
线性电源优缺点线性电源优缺点优点优点 反应速度快，输出纹波较小；工作噪声低；缺点缺点 体积大，重量大，效率较低，发热量大；开关电源优缺点开关电源优缺点优点 体积小，重量轻，效率高，最高可达99%；缺点 输出波纹达，有尖峰脉冲干扰，故障时输出电压失控升高，容易烧毁设备。
线性电源和开关电源的主要区别 线性电源工作在工业频率 开关电源工作的频率很高一、线性电源的原理：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，流电压，要达到高精度的直流电压，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，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源这种电源技术很成熟，技术很成熟，可以达到很高的稳定度，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干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，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，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，致使调整管的功耗太大，转换效率低，转换效率低，还要安装很大的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：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。
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源：优点：-体积小，结构简单，成本较低。
-输出电流大，适用于一些高功率应用。
-效率较高，在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点：-输出电压稳定性较差，容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净，含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好，能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大，适用于一些高负载应用。
-效率较高，在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点：-体积较大，结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源：优点：-输出频率较高，适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小，结构简单。
缺点：-输出电流相对较小。
-效率较低，在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响，导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结：根据以上分析，不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时，应根据具体应用需求，综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素，选择最适合的拓扑结构。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
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。
开关电源分类及原理
开关电源分类及原理开关电源是一种常见的电源类型，广泛应用于各种电子设备中。
根据其工作原理和特点，可以将开关电源分为多种类型。
本文将介绍几种常见的开关电源分类及其原理。
一、开关电源的分类1. 基于工作方式的分类开关电源可以根据其工作方式进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关模式电源：开关模式电源是一种常见的开关电源类型，其工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
开关模式电源具有高效率、稳定性好等特点，广泛应用于计算机、通信设备等领域。
（2）开关逆变器电源：开关逆变器电源是一种将直流电转换为交流电的开关电源。
它通过开关管的开关动作，将直流电源转换为高频交流电，再通过滤波电路得到稳定的交流电输出。
开关逆变器电源在太阳能发电、电动汽车等领域有着广泛的应用。
（3）开关稳压电源：开关稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的开关电源。
它通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有输出电压稳定、响应速度快等特点，常用于精密仪器、医疗设备等领域。
2. 基于拓扑结构的分类开关电源还可以根据其拓扑结构进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关电源的原理开关电源的工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
当开关管导通时，电源输出电压；当开关管关断时，电源停止输出。
通过不断地开关动作，可以控制输出电压的大小和稳定性。
（2）开关电源的优点开关电源相比传统的线性电源具有以下优点：- 高效率：开关电源采用开关管进行开关动作，能够实现高效率的能量转换，减少能量损耗。
- 小体积：开关电源采用高频开关动作，可以减小变压器和滤波电容的体积，使整个电源模块更加紧凑。
- 宽输入电压范围：开关电源能够适应较宽的输入电压范围，具有较好的电网适应性。
- 稳定性好：开关电源通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有较好的稳定性和响应速度。
（3）开关电源的应用领域开关电源广泛应用于各种电子设备中，包括计算机、通信设备、工业自动化设备、医疗设备等。
开关电源个人总结
开关电源个人总结
开关电源是一种采用开关器件进行控制的电源，具有高效率、小体积、轻重量等优点，广泛应用于电子设备中。
个人总结如下：
1. 高效率：开关电源的工作原理是通过开关器件的开启和关闭来调节电压和电流，能
够实现高效能的转换，电能的损失相对较小。
2. 小体积：相比于传统的线性电源，开关电源采用了高频开关技术，在同样功率输出
的情况下，开关电源的体积要小很多，适合应用于小型设备中。
3. 轻重量：由于开关电源采用了高频开关技术和高效能的转换方式，导致电源的重量
相对较轻，便于携带和安装。
4. 稳定性好：开关电源采用反馈控制的方式来调节电压和电流，能够实现稳定的输出，对输入电压的波动有一定的抗干扰能力。
5. 脉冲干扰：由于开关电源的开关频率较高，其输出信号中会含有一定的脉冲干扰，
需要通过滤波电路来进行抑制。
总的来说，开关电源是一种高效率、小体积、轻重量的电源，适用于各种电子设备和
工业应用，但在设计和应用过程中需要注意脉冲干扰的问题。
开关电源：单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
3 脚为误差放大器 A1、A2 输出端。集成电路内部用于控制 PWM 比较器的同相输入， 当 A1、A2 任一输出电压升高时，控制 PWM 比较器的输出脉宽减小。同时，该输出端还引 出端外，以便与 2、15 脚间接入 RC 频率校正电路和直流负反馈电路，稳定误差放大器的增 益以及防止其高频自激。3 脚电压反比于输出脉宽，也可利用该端功能实现高电平保护。 4 脚为死区时间控制端。当外加 1V 以下的电压时，死区时间与外加电压成正比。如果 电压超过 1V，内部比较器将关断触发器的输出脉冲，起到保护作用。 5 脚为锯齿波振荡器外接定时电容端。 6 脚为锯齿波振荡器外接定时电阻端。 7 脚为共地端。 8、11 脚为两路驱动放大器 NPN 管的集电极开路输出端。当通过外接负载电阻引出输 出脉冲时，为两路时序不同的倒相输出，脉冲极性为负极性，适合驱动 P 型双极型开关管 或 P 沟道 MOS FET 管。此时两管发射极接共地。 9、10 脚为两路驱动放大器的发射极开路输出端，也是对应的脉冲参考地端。 12 脚为 Vcc、输入端。供电范围适应 8～40V。 13 脚为输出模式控制端。 外接 5V 高电平时为双端图腾柱式输出， 用以驱动各种推挽开 关电路。接地时为两路同相位驱动脉冲输出，8、11 脚和 9、10 脚可直接并联。双端输出时 最大驱动电流为 2×200mA，并联运用时最大驱动电流为 400mA。 14 脚为内部基准电压精密稳压电路端。输出 5V±0.25V 的基准电压，最大负载电流为 10mA。用于误差检出基准电压和控制模式的控制电压。 15 脚为内部 2#误差放大器的反向输入端 IN2-。 16 脚为内部 2#误差放大器的同向输入端 IN2+。 RT 取值范围 1.8～500kΩ，CT 取值范围 4700pF～10μF，最高振荡频率 fOSC≤300KHz。 TL494 在工作时， 通过 5、 6 脚分别接定时元件 CT 和 RT。 经相应的门电路去控制 TL494 内部的两个驱动三极管交替导通和截止，通过 8 脚和 11 脚向外输出相位相差 180°的脉宽调 制控制脉冲。工作波形如图 3-3 所示。TL494 若将 13 脚与 14 脚相连．可形成推挽式工作； 若将 13 脚与 7 脚相连．可形成单端输出方式。为增大输出可将 2 个三极管并联[7]。
开关电源原理与分析
８２０ ４７１
１５０ １５０
５６０
—
Ｃ５４
Ｇ
图 ２－１：开关电源原理图（输入、输出部分）
６
Ｖｉ
３９ｋ ３９ｋ
３９ｋ ０．４５２ｎ２Ｆ ２２
３９ｋ
１ ２２
Ｔ１１ ６，７
去输出电路
０．４５ｎＦ
２２ ３
４
５ ８，９
频率越低，这些元件的尺寸就越大。因为线性电源使用的市电频率是 50Hz— — 这是个非常
低的频率，所以变压器和电容会非常大。同样地，使用电力的设备电流需求越高，供应它们
的电源就需要越大尺寸的变压器。
２．开关电源原理
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的
交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转化为高频交流电的原
该电路由第三边（辅助绕组）供电，与常规的芯片启动电路有较大 差别。Ｃ３１ 及前面的两个二极管用于获得相对稳定的集电极直流偏压， 基极偏置取自输入电路的直流电压。Ａ、Ｃ 点用于提供其它辅助控制的上 偏电源。
３９ｋ ４００Ｖ，１８０ｕＦ ３９ｋ
去反馈电路，Ａ
３９ｋ
１ Ｔ１１
３９ｋ ０．４５２ｎ２Ｆ ３９ｋ ２２
２２ ０．４５ｎＦ
６
２２ ３
４
７
２．２ｋ ４Ｒ７４ ．７ｋ
５
去 ＭＯＳＦＥＴ 的 Ｄ 极
Ｃ，去电流极限电路
Ｃ３１ ５．１
Ｃ１８
０ １００Ｖ，４．７ｕ
０ ＴＲ３２
２ＳＤ１４５７
１８ｋ
Ｖｃｃ Ｇｎｄ Ｇ
８
图 ２－４：电源启动电路
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五种开关电源
特性分析、优缺点（优点、缺点）解析
1、单端正激式单端。
通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器.正激：其脉冲变压器的原/副边相位关系确保在开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器副边同时对负载供电。
该电路的最大问题是：开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管关断时，脉冲变压器处于“空载”状态，其中储存的磁能将积累到下一个周期，直至电感器饱和，使开关器件烧毁。
图中的D3与N3构成的磁通复位电路，提供了泄放多余磁能的渠道。
2、单端反激式。
反激式电路与正激式电路相反，其脉冲变压器的原/副边相位关系确保当开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器副边不对负载供电，即原/副边交错通断。
脉冲变压器积累磁能问题容易解决，但是，由于变压器存在漏感，将在原边形成电压尖峰，可能击穿开关器件，需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路。
从电路原理图上看，反激式与正激式很相像，表面上只是变压器同名端的区别，但电路的工作方式不同，D3、N3的作用也不同。
3、推挽（变压器中心抽头）式。
这种电路结构的特点是：对称性结构，脉冲变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断，工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。
主要优点：高频变压器磁芯利用率高（与单端电路相比）、电源电压利用率高（与后面要叙述的半桥电路相比）、输出功率大、两管基极均为低电平，驱动电路简单。
主要缺点：变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高（至少是电源电压的两倍）。
4、全桥式。
这种电路结构的特点是：由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。
图中T1、T4为一对，由同一组信号驱动，同时导通/关断；T2、T3为另一对，由另一组信号驱动，同时导通/关断。
两对开关管轮流通/断，在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。
主要优点：与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。
主要缺点：使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。
这种电路结构通常使用在1KW 以上超大功率开关电源电路中。
5、半桥式。
电路的结构类似于全桥式，只是把其中的两只开关管（T3、T4）换成了两只等值大电容C1、C2。
主要优点：
⑴、具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格。
⑵、适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以。
⑶、开关管耐压要求较低。
⑷、电路成本比全桥电路低。
⑸、这种电路常常用于各种非稳压输出的DC变换器，如电子荧光灯驱动电路中。