五种开关电源特性分析、优缺点(优点、缺点)解析
开关、线性电源优缺点
线性电源优缺点线性电源优缺点优点优点 反应速度快，输出纹波较小；工作噪声低；缺点缺点 体积大，重量大，效率较低，发热量大；开关电源优缺点开关电源优缺点优点 体积小，重量轻，效率高，最高可达99%；缺点 输出波纹达，有尖峰脉冲干扰，故障时输出电压失控升高，容易烧毁设备。
线性电源和开关电源的主要区别 线性电源工作在工业频率 开关电源工作的频率很高一、线性电源的原理：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，流电压，要达到高精度的直流电压，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，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源这种电源技术很成熟，技术很成熟，可以达到很高的稳定度，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干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，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，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，致使调整管的功耗太大，转换效率低，转换效率低，还要安装很大的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：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。
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源：优点：-体积小，结构简单，成本较低。
-输出电流大，适用于一些高功率应用。
-效率较高，在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点：-输出电压稳定性较差，容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净，含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好，能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大，适用于一些高负载应用。
-效率较高，在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点：-体积较大，结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源：优点：-输出频率较高，适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小，结构简单。
缺点：-输出电流相对较小。
-效率较低，在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响，导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结：根据以上分析，不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时，应根据具体应用需求，综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素，选择最适合的拓扑结构。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
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。
开关电源分类及原理
开关电源分类及原理开关电源是一种常见的电源类型，广泛应用于各种电子设备中。
根据其工作原理和特点，可以将开关电源分为多种类型。
本文将介绍几种常见的开关电源分类及其原理。
一、开关电源的分类1. 基于工作方式的分类开关电源可以根据其工作方式进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关模式电源：开关模式电源是一种常见的开关电源类型，其工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
开关模式电源具有高效率、稳定性好等特点，广泛应用于计算机、通信设备等领域。
（2）开关逆变器电源：开关逆变器电源是一种将直流电转换为交流电的开关电源。
它通过开关管的开关动作，将直流电源转换为高频交流电，再通过滤波电路得到稳定的交流电输出。
开关逆变器电源在太阳能发电、电动汽车等领域有着广泛的应用。
（3）开关稳压电源：开关稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的开关电源。
它通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有输出电压稳定、响应速度快等特点，常用于精密仪器、医疗设备等领域。
2. 基于拓扑结构的分类开关电源还可以根据其拓扑结构进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关电源的原理开关电源的工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
当开关管导通时，电源输出电压；当开关管关断时，电源停止输出。
通过不断地开关动作，可以控制输出电压的大小和稳定性。
（2）开关电源的优点开关电源相比传统的线性电源具有以下优点：- 高效率：开关电源采用开关管进行开关动作，能够实现高效率的能量转换，减少能量损耗。
- 小体积：开关电源采用高频开关动作，可以减小变压器和滤波电容的体积，使整个电源模块更加紧凑。
- 宽输入电压范围：开关电源能够适应较宽的输入电压范围，具有较好的电网适应性。
- 稳定性好：开关电源通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有较好的稳定性和响应速度。
（3）开关电源的应用领域开关电源广泛应用于各种电子设备中，包括计算机、通信设备、工业自动化设备、医疗设备等。
开关电源个人总结
开关电源个人总结
开关电源是一种采用开关器件进行控制的电源，具有高效率、小体积、轻重量等优点，广泛应用于电子设备中。
个人总结如下：
1. 高效率：开关电源的工作原理是通过开关器件的开启和关闭来调节电压和电流，能
够实现高效能的转换，电能的损失相对较小。
2. 小体积：相比于传统的线性电源，开关电源采用了高频开关技术，在同样功率输出
的情况下，开关电源的体积要小很多，适合应用于小型设备中。
3. 轻重量：由于开关电源采用了高频开关技术和高效能的转换方式，导致电源的重量
相对较轻，便于携带和安装。
4. 稳定性好：开关电源采用反馈控制的方式来调节电压和电流，能够实现稳定的输出，对输入电压的波动有一定的抗干扰能力。
5. 脉冲干扰：由于开关电源的开关频率较高，其输出信号中会含有一定的脉冲干扰，
需要通过滤波电路来进行抑制。
总的来说，开关电源是一种高效率、小体积、轻重量的电源，适用于各种电子设备和
工业应用，但在设计和应用过程中需要注意脉冲干扰的问题。
开关电源：单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
3 脚为误差放大器 A1、A2 输出端。集成电路内部用于控制 PWM 比较器的同相输入， 当 A1、A2 任一输出电压升高时，控制 PWM 比较器的输出脉宽减小。同时，该输出端还引 出端外，以便与 2、15 脚间接入 RC 频率校正电路和直流负反馈电路，稳定误差放大器的增 益以及防止其高频自激。3 脚电压反比于输出脉宽，也可利用该端功能实现高电平保护。 4 脚为死区时间控制端。当外加 1V 以下的电压时，死区时间与外加电压成正比。如果 电压超过 1V，内部比较器将关断触发器的输出脉冲，起到保护作用。 5 脚为锯齿波振荡器外接定时电容端。 6 脚为锯齿波振荡器外接定时电阻端。 7 脚为共地端。 8、11 脚为两路驱动放大器 NPN 管的集电极开路输出端。当通过外接负载电阻引出输 出脉冲时，为两路时序不同的倒相输出，脉冲极性为负极性，适合驱动 P 型双极型开关管 或 P 沟道 MOS FET 管。此时两管发射极接共地。 9、10 脚为两路驱动放大器的发射极开路输出端，也是对应的脉冲参考地端。 12 脚为 Vcc、输入端。供电范围适应 8～40V。 13 脚为输出模式控制端。 外接 5V 高电平时为双端图腾柱式输出， 用以驱动各种推挽开 关电路。接地时为两路同相位驱动脉冲输出，8、11 脚和 9、10 脚可直接并联。双端输出时 最大驱动电流为 2×200mA，并联运用时最大驱动电流为 400mA。 14 脚为内部基准电压精密稳压电路端。输出 5V±0.25V 的基准电压，最大负载电流为 10mA。用于误差检出基准电压和控制模式的控制电压。 15 脚为内部 2#误差放大器的反向输入端 IN2-。 16 脚为内部 2#误差放大器的同向输入端 IN2+。 RT 取值范围 1.8～500kΩ，CT 取值范围 4700pF～10μF，最高振荡频率 fOSC≤300KHz。 TL494 在工作时， 通过 5、 6 脚分别接定时元件 CT 和 RT。 经相应的门电路去控制 TL494 内部的两个驱动三极管交替导通和截止，通过 8 脚和 11 脚向外输出相位相差 180°的脉宽调 制控制脉冲。工作波形如图 3-3 所示。TL494 若将 13 脚与 14 脚相连．可形成推挽式工作； 若将 13 脚与 7 脚相连．可形成单端输出方式。为增大输出可将 2 个三极管并联[7]。
开关电源原理与分析
８２０ ４７１
１５０ １５０
５６０
—
Ｃ５４
Ｇ
图 ２－１：开关电源原理图（输入、输出部分）
６
Ｖｉ
３９ｋ ３９ｋ
３９ｋ ０．４５２ｎ２Ｆ ２２
３９ｋ
１ ２２
Ｔ１１ ６，７
去输出电路
０．４５ｎＦ
２２ ３
４
５ ８，９
频率越低，这些元件的尺寸就越大。因为线性电源使用的市电频率是 50Hz— — 这是个非常
低的频率，所以变压器和电容会非常大。同样地，使用电力的设备电流需求越高，供应它们
的电源就需要越大尺寸的变压器。
２．开关电源原理
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的
交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转化为高频交流电的原
该电路由第三边（辅助绕组）供电，与常规的芯片启动电路有较大 差别。Ｃ３１ 及前面的两个二极管用于获得相对稳定的集电极直流偏压， 基极偏置取自输入电路的直流电压。Ａ、Ｃ 点用于提供其它辅助控制的上 偏电源。
３９ｋ ４００Ｖ，１８０ｕＦ ３９ｋ
去反馈电路，Ａ
３９ｋ
１ Ｔ１１
３９ｋ ０．４５２ｎ２Ｆ ３９ｋ ２２
２２ ０．４５ｎＦ
６
２２ ３
４
７
２．２ｋ ４Ｒ７４ ．７ｋ
５
去 ＭＯＳＦＥＴ 的 Ｄ 极
Ｃ，去电流极限电路
Ｃ３１ ５．１
Ｃ１８
０ １００Ｖ，４．７ｕ
０ ＴＲ３２
２ＳＤ１４５７
１８ｋ
Ｖｃｃ Ｇｎｄ Ｇ
８
图 ２－４：电源启动电路
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点反激式开关电源的优点和缺点反激变换器01反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。
02反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出，当负载电流出现变化时，开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应，而需要等到下一个周期事，通过输出电压取样和调宽控制电路的作用，开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应，即改变占空比，因此，反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时，当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候，反激式开关电源输出电压可能会产生抖动，这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
03反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙，一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大，容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小，需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数，来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
开关电源的主要性能指标及其分析
开关电源的主要性能指标及其分析开关电源主要性能指标分为输入参数、输出参数、电磁兼容性能指标和其他标准等４类，它们是开关电源选择和设计制造的依据。
1、输入参数（1）输入电压国内应用的民用交流三相电源电压为３８０Ｖ，单相为２２０Ｖ。
目前，开关电源多采用国际通用电压范围，即单相交流８５～２６５Ｖ，这一范围覆盖了全球各种民用电源标准所限定的电压。
直流输入电压情况较复杂，从２４～６００Ｖ均有可能。
由于输入电压变化范围过宽，在设计开关电源过程中就必须留下较大裕量而造成浪费，因此，变化范围应在满足实际要求的前提下尽可能小。
（2）输入频率我国市电频率为５０Ｈｚ。
航空、航天及船舶用电源常采用４００Ｈｚ，它们的输入电压通常为单相或三相１１５Ｖ，整流后的脉动频率远高于工频，因而整流后所接滤波电容的电容量可减小很多。
（3）输入相数三相输入的情况下，整流后直流电压约为单相输入时的１．７倍，当开关电源功率大于５ｋＷ时，应选三相输入，以避免引起电网三相间的不平衡，同时可减小主电路的电流，以降低损耗。
功率为３～５ｋＷ时可选单相输入，以降低主电路电压等级，以降低成本。
（4）输入谐波电流和功率因数为保护电网环境、降低谐波污染、提高电能效率，许多国家和地区已出台相应的更高的标准要求（ＩＥＣ６１０００－３系列），对用电装置的输入谐波电流和功率因数做出较严格的规定，因而，输入谐波和功率因数成为开关电源的一个重要指标，也成为设计、应用开关电源产品的一个重点。
但减小谐波电流和提高功率因数会增大电路的复杂程度，增加成本，可靠性也会随着元器件的增加而下降。
因此，应根据实际需要和有关标准来制定指标。
目前单相有源功率因数校正（ＰＦＣ）技术已基本成熟，附加成本也较低，可很容易使输入功率因数达到０．９９以上，输入总谐波电流小于５％。
三相ＰＦＣ技术还不成熟，若要使功率因数达到较高值（如高于０．９９），则需要６开关ＰＷＭ整流电路，其成本很可能会高于后级ＤＣ／ＤＣ变换器成本。
开关电源的优缺点
开关电源的优缺点开关电源的优点：1、功耗小，效率高。
在开关电源电路中，晶体管V在激励信号的激励下，它交替地工作在导通-截止和截止-导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz左右，在一些技术先进的国家，可以做到几百或者近1000kHz.这使得开关晶体管V的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可达到80%.2、体积小，重量轻。
从开关电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。
由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。
由于这两方面原因，所以开关电源的体积小，重量轻。
3、稳压范围宽。
从开关电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿。
这样，在工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有较稳定的输出电压。
所以开关电源的稳压范围很宽，稳压效果很好。
此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。
开关电源不仅具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关电源。
滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少。
开关电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz,是线性稳压电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍;即使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下，采用开关电源时，滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500~1/1000.电路形式灵活多样，有自激式和他激式，有调宽型和调频型，有单端式和双端式等等，设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场合的开关电源。
线性电源和开关电源的优缺点
线性电源和开关电源的优缺点线性电源（Linear Power Supply）的优点：1.稳定性高：线性电源在输出电压和电流方面具有很高的稳定性，能够提供一个稳定的电源输出。
由于其简单的电路结构，产生的噪声很少。
2.低噪声：线性电源没有开关元件，工作时产生的噪声很少，适用于一些有噪声限制的应用，如音频放大器、测量仪器和通信系统等。
3.输出纹波较低：线性电源的输出纹波较小，适合一些灵敏的设备和电子器件。
4.少电磁干扰：线性电源的设计简单，电磁干扰较小，对其他电子设备的干扰较小。
线性电源的缺点：1.效率低：线性电源的效率相对较低，一般只有50%到70%左右，其余的能量都被转化为热量在电源内部散发。
2.体积大：由于线性电源采用的是线性功率放大器，所以其结构相对较大，不适用于一些对体积要求较小的应用场景。
3.重量较大：由于线性电源中含有大量的变压器和电容器，所以整体的重量也相对较大。
开关电源（Switching Power Supply）的优点：1.高效率：开关电源具有较高的能源利用率，通常在80%到90%之间。
有效的利用了输入功率，减少了能量的浪费。
2.体积小：开关电源有较小的外形尺寸，适用于一些体积受限的电子设备，如笔记本电脑、手机和其他便携设备等。
3.重量轻：开关电源的重量较轻，易于携带和安装。
4.宽输入电压范围：开关电源适用于广泛的输入电压范围，如100V-240V。
开关电源的缺点：1.输出纹波较大：开关电源的工作原理决定了其输出纹波比线性电源要大，可能对一些对纹波有严格要求的电子设备造成影响。
2.相对复杂：开关电源的电路结构相对复杂，需要较多的电子元件，设计难度相对较大。
3.EMC问题：开关电源产生的高频电流和电压变化可能引起电磁干扰（EMI），对其他电子设备和无线通信系统带来干扰。
综上所述，线性电源和开关电源都有其独特的优缺点。
线性电源稳定性高、噪声低，适用于一些对稳定性和噪声要求较高的应用。
开关电源基础知识介绍
开关电源基础知识介绍开关电源基础知识介绍现在电器化中常用的稳压电源有两大类：线性稳压电源和形状型稳压电源。
线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源。
它的优点是成本较低、稳压性能好、输出纹波小，它的缺点是工作效率较低，在中小功率应用场合用得较多。
形状型稳压电源是指开关电源中的调整管工作在截止区和饱和区。
它的工作状态就象普通机械开关一样，当调整管截止时相当开关断开，而调整管饱和导通时相当于开关接通。
这种起着开关作用的三极管我们就把它称为开关管，用开关管来稳定输出电源，我们就把它称为开关型稳压电源。
开关型稳压电源具有体积小、抗干扰能力强、损耗小、效率高、具有保护能力等优点。
计算机及其外部设备中，如计算机、打印机和显示器等都使用开关型稳压电源。
开关电源就其与负载联接的形式不同，可分为并联型和串联型两种。
并联型开关电源与串联型开关电源工作原理基本相同，电压调整范围也差不多。
它们主要区别在于：并联型开关电源，其电压输出端与电网间有开关变压器进行电路上的隔离，因此，机板上除与开关变压器初级相连的部分电路外，其余均不与市电相连，因此并联型号开关电源安全性好，容易与外界接口；而串联型号开关电源由于没有隔离变压器，整机的“地“有可能与电网火线相连，致使整机安全性差，不利于与外界接口。
并联型开关电源电路复杂，对开关管要求高，而串联型开关电源电路相对简单得多，成本也低。
开关电源就其开关管的被激励方式的不同，可分为自激式和他激式两种。
自激式开关电源由开关管、启动电路、反馈电路、稳压电路等组成，这种方式电路简单，稳压精度不高。
他激式开关电源中的开关管的工作状态是通过脉宽调制组件来完成的，这种方式虽然电路复杂，但具有稳压精度高、负载能力强等许多优点，现在电器设备中大多使用它源程序式开关电源。
在他激式开关电源中又可分为电压驱动型和电流驱动型两种。
电压驱动型是指通过电压驱动型脉宽调制组件驱动晶体开关管工作。
电流驱动型芯片有TL494、MC494等，在计算机电源中多使用电压驱动型脉宽调制组件。
开关电源简介介绍
• 开关电源的工作原理可以分为三个部分：输入整流滤波、开关变换和输出整流滤波。首先，输入电源经过整流滤波得到平 滑的直流电压。然后，通过开关管的开关控制，将直流电压转换成高频脉冲电压。最后，经过输出整流滤波，得到所需的 稳定直流电压。开关电源的核心部分是开关变换器，它采用高频开关技术，实现电压的转换和控制。
开关电源的应用领域
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通信设备：开关电源为 通信设备提供稳定可靠 的直流电源，确保设备 的正常运行。
计算机设备：计算机内 部的各个部件都需要稳 定的电源供应，开关电 源为计算机提供高效、 稳定的电压转换。
家用电器：如家电、音 响等设备中，开关电源 实现电压转换，满足设 备的工作需求。
CHAPTER 04
开关电源的发展趋势与挑战
开关电源的发展趋势与挑战
• 开关电源是一种利用现代电力电子技术控制的电源，具有高 效率、小型化、轻量化等优点，被广泛应用于各种电子设备 中。随着科技的不断发展，开关电源也在不断发展和完善。 本文将重点介绍开关电源的发展趋势与挑战。
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工业自动化设备：在工 业自动化领域，开关电 源为各种传感器、执行 器等提供稳定的电源支 持。
总之，开关电源作为一 种重要的电压转换设备 ，在各个领域都发挥着 重要作用。随着科技的 不断发展，开关电源的 性能将不断提升，应用 领域也将更加广泛。
CHAPTER 02
开关电源的类型及特点
开关电源的类型及特点
• 开关电源是一种利用现代电力电子技术，通过控制开关管开 通和关断的时间和比率，维持稳定输出电压的一种电源。具 有体积小、重量轻、效率高、发热量低等优点，广泛应用于 各种电子设备中。
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点最近查了很多关于开关电源的资料，现在总结如下，以便日后的查阅，呵呵。
为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。
在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K。
因此，电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki分别表示为：Sv = Up/Ua ——电压脉动系数 (1-84)Si = Im/Ia ——电流脉动系数 (1-85)Kv =Ud/Ua ——电压波形系数 (1-86)Ki = Id/Ia ——电流波形系数 (1-87)上面4式中，Sv、Si、Kv、Ki分别表示：电压和电流的脉动系数S，和电压和电流的波形系数K，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或 K。
脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标，S 和K的值，显然是越小越好。
S和K的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为 0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。
开关电源和线性电源的优点和缺点对比
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。
正激式开关电源的优点和缺点
1、正激式变压器开关电源输出电 压的瞬 Nhomakorabea控制特性相对来说比较 好。
正激式变压器开关电源正好是在 变压器的初级线圈被直流电压激 励时，变压器的次级线圈向负载 提供功率输出，并且输出电压的 幅度是基本稳定的，
此时尽管输 出功率不停地变化， 但输出电压的幅度基本还是不变， 这说明正激式变压器开关电源输 出电压的瞬态控制特性相对来说 比较好；
5、正激式开关电源的体积 比较大。
正激式变压器开关电源为了减少 变压器的励磁电流，提高工作效 率，变压器的伏秒容量一般都取 得比较大（伏秒容量等于输入脉 冲电压幅度与脉冲宽度的乘积， 这里用US来表示），
并且为了防止变压器初级线圈产 生的反电动势把开关管击穿，正 激式变压器开关电源的变压器要 比反激式变压器开关电源的变压 器多一个反电 动势吸收绕组，因 此，正激式变压器开关电源的变 压器的体积要比反激式变压器开 关电源的变压器的体积大。
如果要求正激式变压器开关电源 输出电压有较大的调整率，在正 常负载的情况下，控制开关的占 空比最好 选取在0.5左右，或稍大 于0.5,此时流过储能滤波电感的电 流才是连续电流。当流过储能滤 波电感的电流为连续电流时，负 载能力相对来说比较强。
3、正激式变压器开关电源的 电压和电流输出特性要比反激式 变压器开关电源好很多。
当控制开关的占空比为0.5时，正 激式变压器开关电源输出电压uo 的幅值正好等于电压平均值Ua的 两倍，流过滤波储能电感电流的 最大值Im也正好是平 均电流Io （输出电流）的两倍，
因此，正激式变压器开关电源的 电压和电流的脉动系数S都约等于 2,而与反激式变压器开关电源的电 压和电流的脉动系数S相 比，差不 多小一倍，说明正激式变压器开 关电源的电压和电流输出特性要 比反激式变压器开关电源好很多。
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五种开关电源
特性分析、优缺点（优点、缺点）解析
1、单端正激式单端。
通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器.正激：其脉冲变压器的原/副边相位关系确保在开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器副边同时对负载供电。
该电路的最大问题是：开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管关断时，脉冲变压器处于“空载”状态，其中储存的磁能将积累到下一个周期，直至电感器饱和，使开关器件烧毁。
图中的D3与N3构成的磁通复位电路，提供了泄放多余磁能的渠道。
2、单端反激式。
反激式电路与正激式电路相反，其脉冲变压器的原/副边相位关系确保当开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器副边不对负载供电，即原/副边交错通断。
脉冲变压器积累磁能问题容易解决，但是，由于变压器存在漏感，将在原边形成电压尖峰，可能击穿开关器件，需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路。
从电路原理图上看，反激式与正激式很相像，表面上只是变压器同名端的区别，但电路的工作方式不同，D3、N3的作用也不同。
3、推挽（变压器中心抽头）式。
这种电路结构的特点是：对称性结构，脉冲变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断，工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。
主要优点：高频变压器磁芯利用率高（与单端电路相比）、电源电压利用率高（与后面要叙述的半桥电路相比）、输出功率大、两管基极均为低电平，驱动电路简单。
主要缺点：变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高（至少是电源电压的两倍）。
4、全桥式。
这种电路结构的特点是：由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。
图中T1、T4为一对，由同一组信号驱动，同时导通/关断；T2、T3为另一对，由另一组信号驱动，同时导通/关断。
两对开关管轮流通/断，在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。
主要优点：与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。
主要缺点：使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。
这种电路结构通常使用在1KW 以上超大功率开关电源电路中。
5、半桥式。
电路的结构类似于全桥式，只是把其中的两只开关管（T3、T4）换成了两只等值大电容C1、C2。
主要优点：
⑴、具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格。
⑵、适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以。
⑶、开关管耐压要求较低。
⑷、电路成本比全桥电路低。
⑸、这种电路常常用于各种非稳压输出的DC变换器，如电子荧光灯驱动电路中。