开关电源效率比线性电源高的原因是什么
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。
什么是开关电源它的优势是什么
什么是开关电源它的优势是什么开关电源是一种常见的电源供应设备，它通过利用开关管切换电源输入和输出电路来提供稳定的直流电压。
相比于线性电源来说，开关电源具有许多优势。
本文将介绍开关电源的定义，以及它的主要优势。
开关电源的定义开关电源是一种将输入电能转换为期望输出电能的设备。
它通过使用开关元件（如开关管）来频繁切换电路，将输入电压转换为所需的输出电压。
开关电源通常包括整流器（将交流电转换为直流电）、滤波器（去除电源中的杂散噪声）、开关变换器（改变输入电压并控制输出电压）、控制电路（监测和调整输出电压）等组件。
开关电源的优势1. 高效率：开关电源相较于传统的线性电源，具有更高的能量转换效率。
其原理是通过开关元件的快速切换，将电能以脉冲形式传递，减少了能量的损耗。
相比之下，线性电源以线性方式将多余的电能转化为热能，能效较低。
2. 大功率密度：开关电源具有较小的体积和重量。
开关电源可以利用高频开关元件，将体积较大的传统电源组件（如变压器）进行小型化设计。
这使得开关电源适用于体积要求较高的电子设备，如电脑、手机等。
3. 可调性和稳定性：开关电源具有较好的可调性和稳定性。
通过控制电压转换过程中的开关频率和占空比，可以实现对输出电压的精准调节。
可以根据不同设备的要求来调整输出电压，提供更稳定的电力供应。
4. 快速响应：开关电源具有快速响应的特点。
由于开关元件的切换速度很快，可以在较短的时间内实现对输出电压的调整和稳定。
这使得开关电源适用于对电源响应速度要求较高的设备，如通信设备、医疗设备等。
5. 输入电压范围广：开关电源具有较宽的输入电压范围。
相比之下，线性电源对输入电压的波动较为敏感，需要进行稳压处理。
而开关电源可以适应较大的输入电压波动范围，从而保证输出的稳定性。
总结开关电源是一种高效率、体积小、可调性强、快速响应的电源供应设备。
它通过利用开关元件的频繁切换，将输入电能转换为所需的输出电能。
开关电源适用于各类电子设备，提供稳定而可靠的电力供应。
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。
线性直流电源与开关电源的区别
线性直流电源与开关电源的区别摘要：关于电路结构，究竟是线性电源还是开关电源，要看具体场合，合理采用。
这两种电路，国际国内都大量使用，各有各的特点。
线性电源以其精度高，性能优越而被广泛应用。
开关电源因省去了笨重的工频变压器而使体积和重量都有不同程度的减少，减轻，也被广泛地应用在许多输出电压、输出电流较为稳定的场合。
一、线性电源线性电源的主电路如下：通俗的说，可控硅是一个控制电压的器件，由于可控硅的导通角是可以用电路来控制的，固此随着输出电压Uo的大小变化，可控硅的导通角也随着变化。
加在主变压器初级的电压Ui也随之变化。
也就是~220V市电经可控硅控制后只有一部分加在主变压器的初级。
当输出电压Uo较高时，可控硅导通角较大，大部分市电电压被可控硅“放过来了”（如上图所示），因而加在变压器初级的电压，即Ui较高，这当然经整流滤波后输出电压也就比较高了。
而当输出电压Uo很低时，可控硅导通角很小，绝大部分市电电压被可控硅“卡断了”（如下图所示），只让很低的电压加在变压器初级，即Ui很低，这当然经整流滤波后输出电压也就很低了。
实际上在可控硅电源的输出端再串一只大功率三极管（实际是多只并联）就是线性电源，控制电路只要输出一个小电流到三极管的基极, 就能控制三极管的输出大电流，使得电源系统在可控硅电源的基础上又稳压一次，因而这种线性稳压电源的稳压性能要优于开关电源1-3个数量级。
二、开关电源开关电源的主电路如下：由电路可以看出，市电经整流滤波后变为311V高压，经K1~K4功率开关管有序工作后，变为脉冲信号加至高频变压器的初级，脉冲的高度始终为311V。
当K1,K4开通时,311V高压电流经K1正向流入主变压器初级，经K4流出，在变压器初级形成一个正向脉冲，同理，当K2,K3开通时,311V高压电流经K3反向流入主变压器初级，经K2流出，在变压器初级形成一个反向脉冲。
这样，在变压器次级就形成一系列正反向脉冲，经整流滤波后形成直流电压。
开关电源的主要优点
开关电源的主要优点/基本性能参数/主要技术指标开关电源的主要优点开关电源与线性电源盒其他形式的电源相比具有较多的有点。
1.功耗小，效率高在开关电源电路中，功率开关管在激励信号的激励下，以非常快的转换速度交替地工作在导通和截止的开关状态，其频率一般为 50～100kHz，有的可达 1000kHz，因此功率开关管的功率损耗大为减少，电源的效率一般可以达到 90%，质量好的可以达到 95%甚至更高，而线性电源的效率仅有 70%甚至更低。
2.体积小，重量轻开关电源由于没有笨重的工频变压器，并且功率开关管上的功率损耗大幅度降低，因此省去了较大的散热器。
另外，由于工作在 50kHz 以上，滤波电容的容量和体积也大为减小。
例如，100W 线性电源的重量为1500g 左右,体积达 450cm3,而 100W 开关电源的重量只有 250g，体积不到线性电源的 1/5.所以说开关电源体积小、重量轻。
3.滤波效率高，电容容量和体积小开关电源的工作频率目前基本上是在 50kHz 以上，是线性稳压电源（工频 50Hz）频率的 1000 倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了 1000 倍。
就是采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了 500 倍。
在相同的纹波输出电压的要求下，采用开关电源时，滤波电容的容量只是线性电源的 1/500～1/1000，滤波效率大为提高，使滤波电容的容量和体积都大为减小。
4.稳压范围宽开关电源的输出电压是有脉冲信号的占空比来调节的，输入电压的变化引起输出电压的不稳定，可以通过调节脉冲宽度或脉冲频率来进行调整，这样，在工频电网电压变化较大时，仍能保证有稳定的输出电压，所以说开关电源的稳压范围宽，稳压效果好，适用领域广。
例如，工频电网电压在 100～200V 之间波动变化时，液晶显示器或液晶电视机等采用开关电源的电子设备都可以正常工作。
5.电路形式多样开关电源有自激式和他激式，有脉冲调宽型和调频型，有隔离型和非隔离型，有并联型和串联型等，设计者可以利用各种类型电路的有点和用电负载需要，发挥聪明才智，设计出满足不同应用场合需要的开关电源。
试解释为什么开关电源的效率高于线性电源。
试解释为什么开关电源的效率高于线性电源。
开关电源的效率高于线性电源的主要原因有以下几点：
1.工作原理差异：开关电源和线性电源的工作原理不同。
开
关电源通过开关器件（如MOSFET、IGBT等）的开关操作，将输入电源以高频率开关进行转换，然后通过滤波器将转
换后的电源输出。
而线性电源则通过放大和稳压器件（如
晶体管、电阻、电容等）的线性调节方式，将输入电源降
压至输出电压。
开关电源的转换过程利用了高频开关操作
和电感储能机制，减少了能量损耗，从而提高了效率。
2.低功耗损耗：由于开关电源在转换过程中能量主要以高频
周期方式传递，存在在开关状态下能量损耗较小的优势。
而线性电源则通过线性调节方式调整电压，较大功率损耗
会产生在线性稳压器件上，导致效率较低。
3.小型化和轻量化：由于开关电源采用高频开关转换方式，
可以通过适当的设计和控制来实现小型化和轻量化。
相比
之下，线性电源多使用较大的线性稳压器件来调整电压，
造成体积较大且较重。
4.更广的输入电压范围：开关电源具有较宽的输入电压范围，
可以适应不同电源环境下的输入电压波动。
而线性电源通
常需要稳定的输入电压来保持稳定的输出，对于电源波动
要求较高。
综上所述，开关电源通过其工作原理、功耗损耗、小型化和轻
量化以及更广的输入电压范围等方面的优势，实现了比线性电源更高的效率。
这使得开关电源在许多应用领域，如计算机、通信设备、工业控制等，得到了广泛应用。
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。
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开关电源效率比线性电源高的原因是什么
课程介绍开关电源与线性电源相比较，它比线性电源的效率要高，并且体积更小。
本课程来具体讲解开关电源为什么它的效率比线性电源高。
专栏课程学习获得：
1. 通过举例讲解开关电源工作的方式.开关电源的工作原理.
2. 通过举例开关电源工作方式与线性电源工作方式的区别.
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6. 开关电源体积与频率的关系?以及开关电源的效率问题。
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9．引入重要模拟电路中重要器件：电感。
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11. 详细讲解电感电压的与电感中电流大小以及电流变化率的相互关系。
为什么说电感电流大小连续而电流变化率是不连续的？
12. 详细讲解电感中的电流波形的三种模式。
13. 为什么说电感电流在通电和关断后会发生变化？它的内在根本原因又是什么？
14. 如何实现电感的能量守恒？为什么说只有电感电流达到稳定状态才能为我们使用？电感电流的变化如何实现可控？
15. BUCK电路中专有名词的解释，了解关键参数对设计的影响。