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開關直流電源與線性直流電源優缺點對比

jilinli ? 來源:jilinli ? 作者:jilinli ? 2024-03-19 16:36 ? 次閱讀

目前有兩種實現直流穩壓的電路。一種是傳統的以變壓器為降壓核心,附加穩壓電路的線性電源。另一種是由工作在開關狀態的電子電路組成的流行的開關電源。這兩種電源各有優缺點。

線性電源的優點是紋波容易控制,電路簡單,易于維護。缺點是體積大,需要使用變壓器和大容量電容器,且轉換效率不高。

開關電源的優點是體積小、重量輕、轉換效率相對較高,且無需使用昂貴的變壓器和大容量電容器。缺點是電路結構相對復雜,維修困難,開關頻率干擾不可避免,紋波較難控制。

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目前,隨著開關電源技術的成熟和金屬銅價格的不斷上漲(制作一個變壓器需要大量的銅線),傳統線性電源的成本優勢越來越小,大電流輸出的開關電源的價格優勢越來越明顯。如今,許多數碼產品和電子產品都配備了小型外接電源,正逐漸被輕巧的開關電源所取代。

對于業余無線電愛好者來說,除了保證足夠的低壓直流電源外,電源還必須保持很低的紋波和高頻干擾,使電源不能對短波無線電信號的接收造成實質性的干擾。傳統的變壓器型線性電源的特性正好滿足了這一需求,所以很多老的HAM推薦使用傳統的線性電源。

但是,目前的通信開關電源通過濾波、屏蔽等措施,早已能夠有效地抑制干擾,滿足通信電源的標準。許多廣播電臺的原有電源和內置電源都使用開關電源,因此專門為通信設計的開關電源也可用于短波通信。踐證明,超短波U/V波段對講機對電源的要求并不高,一些由二手電腦開關電源改裝而成的電源也能很好地為車載對講機供電。此外,該開關電源的保護電路設計精良,包括過壓、過流保護和內部故障檢測。如果有內部故障,將停止輸出,以防止損壞電氣設備。如果普通的線性穩壓電源沒有專門的附加電路,其調節管會被擊穿短路,很容易輸出高電壓。許多HAM有痛苦的經驗,線性電源膨脹管故障造成電壓增加和損壞的無線電。

區分開關電源和線性電源是比較簡單的。除了產品說明外,只要看電源內部是否有大型變壓器就可以了。線性電源的主變壓器又大又重,往往占據整個電源的大部分空間,而開關電源中使用的變壓器要小得多。相同功率輸出水平的開關電源比線性電源輕得多。

開關電源是電源發展的方向。一個常規的高質量開關電源應符合電磁兼容標準。雖然設計成本會較高,但有效地抑制了EMI。除了有極高紋波要求的用戶可能會考慮購買線性電源外,對于一般應用,開關電源應該是更好的選擇。

紋波是衡量直流電源性能的一個重要參數。知名的各大廠商都會如實提供技術數據,這些數據可以作為橫向比較。用戶還可以通過示波器方便地自行測量直流電源的紋波電壓。需要注意的是,通常同一電源在不同負載下的紋波是不同的。一般來說,紋波是在滿負荷時測量的。在實際的測試和應用中,紋波是允許存在的,只要符合標準,且不太大。事上,無論是線性電源還是開關電源,都一定存在紋波,只是大小不同而已。通過各種手段,我們只能試圖抑制這種漣漪,而不能完全消除它。只有電池才能提供真正的零紋波直流電源。

審核編輯 黃宇

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