線性電源的主要性能
信息來(lái)源：本站 日期：2017-05-18
MOS管開(kāi)關(guān)電源電路主要包括輸入電網(wǎng)濾波器。輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器。控制電路、保護(hù)電路。它們的功能介紹如下。
(1)輸入電網(wǎng)濾波器：消除來(lái)自電網(wǎng)的干擾，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開(kāi)關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時(shí)也防止開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲阻電網(wǎng)擴(kuò)散。
(2)輸入整流濾波器：對(duì)電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變換器提供盲流電壓。
(3)逆變器：是開(kāi)關(guān)電源的關(guān)鍵部分，它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。
(4)輸出整流濾波器：將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波后得到需要的直流電壓，同時(shí)還防止高頻噪聲對(duì)負(fù)載的干擾。
（5)控制電路：檢測(cè)輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較后進(jìn)行放大；調(diào)制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。
(6)保護(hù)電路：當(dāng)開(kāi)關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流短路時(shí)，保護(hù)電路使開(kāi)關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。
線性電源一般是將輸出電壓取樣后與參考電壓起送入比較電壓放大器，此電壓放大器的輸出作為電壓調(diào)整管的輸入，用以控制調(diào)整管使其結(jié)電壓隨輸入的變化而變化，從而調(diào)整其輸出電壓。但開(kāi)關(guān)電源足通過(guò)改變調(diào)整管的開(kāi)關(guān)的時(shí)間（即占空比）來(lái)改變輸出電壓的。開(kāi)關(guān)電源與線性電源的主要性能比較如表1-2所示。
線性電源與自來(lái)水管類(lèi)似，由于沒(méi)有開(kāi)關(guān)介入，使得上水管一直在放水，如果有多的水，就會(huì)漏出來(lái)，這就是我們經(jīng)常看到的某些線性電源的MOS管發(fā)熱量很大，用不完的電能全部轉(zhuǎn)換成了熱能。從這個(gè)角度來(lái)看，線性電源的轉(zhuǎn)換效率就非常低了，而且熱量高時(shí)，
元件的壽命勢(shì)必要下降，影響最終的使用效果。由于線性電源的功率器件工作在線性狀態(tài)，所以其工作效率低，一般為50% - 60%。線性電源的工作方式，使得從高壓變低壓必須有降壓變壓器，再經(jīng)過(guò)整流輸出直流電壓，這樣就造成其體積很大，笨重，效率低、發(fā)熱量也大。當(dāng)然，線性電源也有優(yōu)點(diǎn)：紋波小，調(diào)整效率好，對(duì)外干擾小，適合用于模擬電路、各類(lèi)放大器領(lǐng)域。
而開(kāi)關(guān)電源的功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)（一開(kāi)一關(guān)，頻率非常快，一般平板開(kāi)關(guān)電源的頻率為100 - 200kHz，模塊電源為300- - 500kHz），同時(shí)它對(duì)變壓器有要求，需要用高磁導(dǎo)率的材料來(lái)制作變壓器。
總之，與線性電源相比，MOS開(kāi)關(guān)電原理的功率轉(zhuǎn)換效率高，可達(dá)65% -90%（最好的VICOR開(kāi)關(guān)電源模塊的效率高達(dá)99%），發(fā)熱少，功率體積系數(shù)可達(dá)60 - lOOW/dm3，對(duì)電網(wǎng)電壓大范圍變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，電壓、負(fù)載穩(wěn)定度高，輸出電壓保持時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20ms;
開(kāi)關(guān)電源不需要工頻變壓器，工作頻率高，所需的濾波電容、電感小，因此其體積小，質(zhì)量輕，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快；開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率都在20kHz以上，超出人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍，沒(méi)有令人心煩的噪聲；開(kāi)關(guān)電源可以采用有效的功牢因數(shù)校正技術(shù)，使功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，高的甚至達(dá)到0.99（安圣的HD4850整流模塊）。這些使得開(kāi)關(guān)電源在通信電源領(lǐng)域已大量取代線性電源。
開(kāi)關(guān)電源的主要缺點(diǎn)就是線路復(fù)雜，輸出紋波較大，開(kāi)關(guān)電源電路問(wèn)世之初，其控制線路都是由分立元件或運(yùn)算放大器等集成電路組成的，元件多，線路復(fù)雜，隨之產(chǎn)生的可靠性差等原因嚴(yán)重影響了開(kāi)關(guān)電源的廣泛應(yīng)用。
MOS管開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展依賴(lài)于元器件和磁性材料的發(fā)展。20世紀(jì)70年代后期，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的高度發(fā)展，高反壓快速功率開(kāi)關(guān)管使無(wú)工頻變壓器的開(kāi)關(guān)電源迅速實(shí)用化。而集成電路的迅速發(fā)展為開(kāi)火電源控制電路的集成化奠定了基礎(chǔ)。陸續(xù)涌現(xiàn)出的開(kāi)關(guān)電源專(zhuān)用的脈沖調(diào)制電路，如SG3525和TI494等為開(kāi)關(guān)電源提供了成本低、性能優(yōu)良可靠、使用方便的集成控制電路芯片，從而使得開(kāi)關(guān)電源的電路由復(fù)雜變?yōu)楹?jiǎn)單。目前，開(kāi)關(guān)電源的輸出紋波已降至1OOmV以下．射頻干擾和電磁干擾也被抑制到很低的水平上總之，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)正逐步被克服，其優(yōu)點(diǎn)也得以充分發(fā)揮。尤其在當(dāng)前能源比較緊張的情況下，開(kāi)關(guān)電源的高效率能夠在節(jié)能上做出很大的貢獻(xiàn)。正因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以它得到了蓬勃的發(fā)展。
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