线性电源和开关电源在门禁应用中的比较

线性电源和开关电源在门禁应用中的比较

在门禁工程中电源的选择是至关重要的，它直接影响到了整个门禁系统的稳定性，而现在市场上的门禁电源也是良莠不齐，线性电源标称功率和实际功率相差甚远，用普通开关电源替代纹波又很大，让使用者甚至工程商都很难选择，本文对线性电源和开关电源的原理和功能特点作以简单比较，并主要针对门禁电源的选择提出我个人的看法，供大家参考。

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，在有色金属快速涨价的今天，变压器直接影响电源的成本，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。

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。输入电网滤波器的功能是消除来自电网，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。输入整流滤波器是将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。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。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。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。保护电路的作用是当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。开关电源是将交流电先整流成直流电，再将直流逆变成交流电，在整流输出成所需要的直流电压。这样开关电源省去下线性电源中的变压器，以及电压反馈电路。而开关电源中的逆变电路完全是数字调整，同样能达到非常高的调整精度。

线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是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。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁环加以改善。

门禁电源目前采用线性电源较为普遍，但经常存在虚报功率的现象，标称3A的12V门禁电源，采用的是立式封装的7812稳压（其最大电流为0.5A），连一把0.45A的磁力锁都无法驱动，很容易误导设计者，按照标称值的20%设计都会有问题，并且电源功率在使用几个月后还有所下降，为整体门禁系统的稳定性埋下了隐患，当然也有用立式7812稳压还能够驱动两把磁力锁的电源，其采用办法是将锁的电压输出直接连在整流桥的后端，不经过稳压，直接给锁供电，因为锁的电源要求不高，暂时看不出什么问题，但因为没有经过稳压，其电压一般在14V-15V左右，在夜间市电电压升高时甚至能够达到17V-18V，经常容易出现锁被烧毁的现象，我们往往归罪于锁的质量问题，其实锁的标准电压是12V，17V已经超

出了它的承受范围。在选用线性电源的时候不要只看标称的电流，一定要经过测试，得到它的实际电流，再留50%的余地来使用，这样对整个系统才有所保障。

开关电源的选择，电流的大小与标称相差的不大，但其纹波却要特别注意，普通的开关电源为了降低成本对纹波的处理很简单，这会影响系统的稳定性，只有针对门禁制作的专用电源才会根据门禁的特殊需求，花成本增加稳压二极管、高频电容、磁环等来降低纹波和噪声。另外放在控制板附近的开关电源最好用金属封闭，这样才能屏蔽高频电磁波对控制电路的干扰，因为开关电源省掉了笨重的大变压器，替换为高频的小变压器，当金属成本上涨时，其价格优势逐渐显现，更因为其损耗小，在全球能源紧张的情况下，开关电源将成为趋势，被更多人采用。

不管是线性电源还是开关电源，虽然工作原理差别较大，同样可以应用在门禁系统中，只要我们了解工作原理，多加比较，都可以选出能够给我们的门禁系统提供稳定电压的电源。