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線性穩壓器與開關穩壓器有什么不同

來源:北京變壓器廠家官網|http://bbqgzm.com|發布時間:2019-06-04|瀏覽次數:

       長期以來,線性穩壓器一直得到業界的廣泛采用。在開關模式電源于上世紀60年代后成為主流之前,線性穩壓器曾經是電源行業的基礎。本文闡述了線性穩壓器和開關穩壓器的對比分析,文章先說明了線性穩壓器和開關穩壓器基本概念,并討論了兩種穩壓器的優劣勢,最后給出了線性穩壓器與開關穩壓器的日常維護方法。

  一、線性穩壓器和開關穩壓器的不同概念

  1.什么是線性穩壓器?

  線性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓,產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓,是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的 LDO(低壓降)穩壓器通常使用功率晶體管(也稱為傳遞設備)作為 PNP.這種晶體管允許飽和,所以穩壓器可以有一個非常低的壓降電壓,通常為 200mV 左右;與之相比,使用 NPN 復合電源晶體管的傳統線性穩壓器的壓降為 2V 左右。負輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設備,其運行模式與正輸出 LDO 的 PNP設備類似。

  2.什么是開關穩壓器?

  開關穩壓器使用輸出級,重復切換“開”和“關”狀態,與能量存貯部件(電容器和感應器)一起產 生輸出電壓。它的調整是通過根據輸出電壓的反饋樣本來調整切換定時來實現的。在固定頻率的穩壓器中,通過調節開關電壓的脈沖寬度來調節切換定時這就是所謂的 PWM 控制。在門控振蕩器或脈沖模式穩壓器中,開關脈沖的寬度和頻率保持恒定,但是,輸出開關的“開”或“關”由反饋控制。  根據開關和能量存貯部件的排列,產生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓,并且可以用一個穩壓器產生多個輸出電壓。在大多數情況下,在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下,脈沖(降壓)開關穩壓器比線性穩壓器轉換電源的效率更高。

  二、線性穩壓器與開關穩壓器的優劣勢

  1.線性穩壓器與開關穩壓器的主要優劣勢特點如下表所示:

  線性直流穩壓器優點是穩定性高,紋波小,可靠性高,易做成多路輸出連續可調的電源。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩壓電源又有很多種,從輸出性質可分為穩壓電源、穩流電源和集穩壓、穩流于一身的穩壓穩流(雙穩)電源。從輸出值來看可分固定輸出電源、波段開關調整式和電位器連續可調式幾種,從輸出指示上可分指針指示型和數字顯示式型等。

  開關型穩壓器是直接整流,獲得高壓直流,由高頻震蕩器控制開關管的通斷的時間比例來調整輸出電壓。開關型電源
電路分為串聯型和并聯型兩種,開關型穩壓電源的優點是效率高,因為開關狀態下的晶體管自身消耗的功率很小,可以達到70-80%甚至更高的效率,而且不用降壓變壓器,其輸出變壓器由于是工作在高頻,其體積遠小于50hz的工頻變壓器。所以開關型電源的電路小巧輕便。開關型穩壓器可以在較大的電壓范圍正常工作。

  2.線性穩壓器和開關穩壓器的本質區別

  開關穩壓器是與線性穩壓器是不同的一類穩壓電源,它的電路型式主要有單端反激式、單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區別在于電路中的變壓器不工作在工頻而是工作在幾千赫茲到幾兆赫茲。功率管不是工作在線性區,而是飽和及截止區,即工作在開關狀態;開關型直流穩壓電源也因此而得名。

  三、線性穩壓器和開關穩壓器的日常維護

  不管是線性穩壓器或是開關穩壓器,它們的日常維護都要從以下幾個方面著手:

  1.經常觀察穩壓器的冷卻風扇和傳動機構是否運行正常,查看輸入電壓和負載是否超過額定范圍,發現異常應及時處理。

  2.每一個月對穩壓器進行一次維護:

  1)仔細清掃各部件,特別是碳刷,接觸線圈的裸露部分,去除污垢;

  2)檢查穩壓器內部各部件和線頭是否有松動現象,對于有連接不牢或接觸不良的,應及時處理;

  3)及時更換磨損或損壞的碳刷,發現有故障或損壞的
元件及時維修或更換。

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