开关电源效率比线性电源高的原因是什么
开关电源和线性电源的区别
开关电源和线性电源的区别1、开关电源是直流电转变为高频脉冲电流，将电能储存到电感、电容元件中，利用电感、电容的特性将电能按预定的要求释放出来来改变输出电压或电流的；线性电源没有高频脉冲和储存元件，它利用元器件线性特性在负载变化时瞬间反馈控制输入达到稳定电压和电流的。
2、开关电源可以降压，也可以升压；线性电源只能降压。
3、开关电源效率高；线性电源效率低。
4、线性电源控制速度快，波纹小；开关电源波纹大。
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，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，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。
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：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。
4、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。
5、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。
开关电源和线性电源的优点和缺点对比(特制材料)
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。
什么是开关电源它的优势是什么
什么是开关电源它的优势是什么开关电源是一种常见的电源供应设备，它通过利用开关管切换电源输入和输出电路来提供稳定的直流电压。
相比于线性电源来说，开关电源具有许多优势。
本文将介绍开关电源的定义，以及它的主要优势。
开关电源的定义开关电源是一种将输入电能转换为期望输出电能的设备。
它通过使用开关元件（如开关管）来频繁切换电路，将输入电压转换为所需的输出电压。
开关电源通常包括整流器（将交流电转换为直流电）、滤波器（去除电源中的杂散噪声）、开关变换器（改变输入电压并控制输出电压）、控制电路（监测和调整输出电压）等组件。
开关电源的优势1. 高效率：开关电源相较于传统的线性电源，具有更高的能量转换效率。
其原理是通过开关元件的快速切换，将电能以脉冲形式传递，减少了能量的损耗。
相比之下，线性电源以线性方式将多余的电能转化为热能，能效较低。
2. 大功率密度：开关电源具有较小的体积和重量。
开关电源可以利用高频开关元件，将体积较大的传统电源组件（如变压器）进行小型化设计。
这使得开关电源适用于体积要求较高的电子设备，如电脑、手机等。
3. 可调性和稳定性：开关电源具有较好的可调性和稳定性。
通过控制电压转换过程中的开关频率和占空比，可以实现对输出电压的精准调节。
可以根据不同设备的要求来调整输出电压，提供更稳定的电力供应。
4. 快速响应：开关电源具有快速响应的特点。
由于开关元件的切换速度很快，可以在较短的时间内实现对输出电压的调整和稳定。
这使得开关电源适用于对电源响应速度要求较高的设备，如通信设备、医疗设备等。
5. 输入电压范围广：开关电源具有较宽的输入电压范围。
相比之下，线性电源对输入电压的波动较为敏感，需要进行稳压处理。
而开关电源可以适应较大的输入电压波动范围，从而保证输出的稳定性。
总结开关电源是一种高效率、体积小、可调性强、快速响应的电源供应设备。
它通过利用开关元件的频繁切换，将输入电能转换为所需的输出电能。
开关电源适用于各类电子设备，提供稳定而可靠的电力供应。
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。
线性直流电源与开关电源的区别
线性直流电源与开关电源的区别摘要：关于电路结构，究竟是线性电源还是开关电源，要看具体场合，合理采用。
这两种电路，国际国内都大量使用，各有各的特点。
线性电源以其精度高，性能优越而被广泛应用。
开关电源因省去了笨重的工频变压器而使体积和重量都有不同程度的减少，减轻，也被广泛地应用在许多输出电压、输出电流较为稳定的场合。
一、线性电源线性电源的主电路如下：通俗的说，可控硅是一个控制电压的器件，由于可控硅的导通角是可以用电路来控制的，固此随着输出电压Uo的大小变化，可控硅的导通角也随着变化。
加在主变压器初级的电压Ui也随之变化。
也就是~220V市电经可控硅控制后只有一部分加在主变压器的初级。
当输出电压Uo较高时，可控硅导通角较大，大部分市电电压被可控硅“放过来了”（如上图所示），因而加在变压器初级的电压，即Ui较高，这当然经整流滤波后输出电压也就比较高了。
而当输出电压Uo很低时，可控硅导通角很小，绝大部分市电电压被可控硅“卡断了”（如下图所示），只让很低的电压加在变压器初级，即Ui很低，这当然经整流滤波后输出电压也就很低了。
实际上在可控硅电源的输出端再串一只大功率三极管（实际是多只并联）就是线性电源，控制电路只要输出一个小电流到三极管的基极, 就能控制三极管的输出大电流，使得电源系统在可控硅电源的基础上又稳压一次，因而这种线性稳压电源的稳压性能要优于开关电源1-3个数量级。
二、开关电源开关电源的主电路如下：由电路可以看出，市电经整流滤波后变为311V高压，经K1~K4功率开关管有序工作后，变为脉冲信号加至高频变压器的初级，脉冲的高度始终为311V。
当K1,K4开通时,311V高压电流经K1正向流入主变压器初级，经K4流出，在变压器初级形成一个正向脉冲，同理，当K2,K3开通时,311V高压电流经K3反向流入主变压器初级，经K2流出，在变压器初级形成一个反向脉冲。
这样，在变压器次级就形成一系列正反向脉冲，经整流滤波后形成直流电压。
开关电源的主要优点
开关电源的主要优点/基本性能参数/主要技术指标开关电源的主要优点开关电源与线性电源盒其他形式的电源相比具有较多的有点。
1.功耗小，效率高在开关电源电路中，功率开关管在激励信号的激励下，以非常快的转换速度交替地工作在导通和截止的开关状态，其频率一般为 50～100kHz，有的可达 1000kHz，因此功率开关管的功率损耗大为减少，电源的效率一般可以达到 90%，质量好的可以达到 95%甚至更高，而线性电源的效率仅有 70%甚至更低。
2.体积小，重量轻开关电源由于没有笨重的工频变压器，并且功率开关管上的功率损耗大幅度降低，因此省去了较大的散热器。
另外，由于工作在 50kHz 以上，滤波电容的容量和体积也大为减小。
例如，100W 线性电源的重量为1500g 左右,体积达 450cm3,而 100W 开关电源的重量只有 250g，体积不到线性电源的 1/5.所以说开关电源体积小、重量轻。
3.滤波效率高，电容容量和体积小开关电源的工作频率目前基本上是在 50kHz 以上，是线性稳压电源（工频 50Hz）频率的 1000 倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了 1000 倍。
就是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的要求下，采用开关电源时，滤波电容的容量只是线性电源的 1/500～1/1000，滤波效率大为提高，使滤波电容的容量和体积都大为减小。
4.稳压范围宽开关电源的输出电压是有脉冲信号的占空比来调节的，输入电压的变化引起输出电压的不稳定，可以通过调节脉冲宽度或脉冲频率来进行调整，这样，在工频电网电压变化较大时，仍能保证有稳定的输出电压，所以说开关电源的稳压范围宽，稳压效果好，适用领域广。
例如，工频电网电压在 100～200V 之间波动变化时，液晶显示器或液晶电视机等采用开关电源的电子设备都可以正常工作。
5.电路形式多样开关电源有自激式和他激式，有脉冲调宽型和调频型，有隔离型和非隔离型，有并联型和串联型等，设计者可以利用各种类型电路的有点和用电负载需要，发挥聪明才智，设计出满足不同应用场合需要的开关电源。
试解释为什么开关电源的效率高于线性电源。
试解释为什么开关电源的效率高于线性电源。
开关电源的效率高于线性电源的主要原因有以下几点：
1.工作原理差异：开关电源和线性电源的工作原理不同。
开
关电源通过开关器件（如MOSFET、IGBT等）的开关操作，将输入电源以高频率开关进行转换，然后通过滤波器将转
换后的电源输出。
而线性电源则通过放大和稳压器件（如
晶体管、电阻、电容等）的线性调节方式，将输入电源降
压至输出电压。
开关电源的转换过程利用了高频开关操作
和电感储能机制，减少了能量损耗，从而提高了效率。
2.低功耗损耗：由于开关电源在转换过程中能量主要以高频
周期方式传递，存在在开关状态下能量损耗较小的优势。
而线性电源则通过线性调节方式调整电压，较大功率损耗
会产生在线性稳压器件上，导致效率较低。
3.小型化和轻量化：由于开关电源采用高频开关转换方式，
可以通过适当的设计和控制来实现小型化和轻量化。
相比
之下，线性电源多使用较大的线性稳压器件来调整电压，
造成体积较大且较重。
4.更广的输入电压范围：开关电源具有较宽的输入电压范围，
可以适应不同电源环境下的输入电压波动。
而线性电源通
常需要稳定的输入电压来保持稳定的输出，对于电源波动
要求较高。
综上所述，开关电源通过其工作原理、功耗损耗、小型化和轻
量化以及更广的输入电压范围等方面的优势，实现了比线性电源更高的效率。
这使得开关电源在许多应用领域，如计算机、通信设备、工业控制等，得到了广泛应用。
线性电源、相控电源和开关电源对比
电源技术课程中期作业姓名：班级：学号：邮箱：@2014.11线性电源、相控电源与开关电源对比一、三种电源原理简述线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。
如图1所示，线性电源的工作机理是误差放大器抓取反馈信号来控制MOSFET(或者三极管) Q1的门极信号来管控Q1的阻抗，通过Q1与R1,R2的分压来实现需要的V out。
Q1此时工作在线性状态，可以看成一个可调电阻，所以这种电源叫线性电源。
图1 线性电源工作原理图相控电源（Phase controlled power supply）是指采用晶闸管作为整流器件的电源系统，其原理是交流输入电压经工频变压器降压，然后采用晶闸管进行整流。
并通过移相控制以保持输出电压的稳定。
开关电源（Switching power supply）是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
简单地说,开关电源的工作原理是交流电源输入经整流滤波成直流，再通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上，开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载，最后输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比稳定输出。
如图2所示，开关电源的工作机理是误差放大器抓取反馈信号来控制MOSFET(或者三极管)Q1的门极信号来管控Q1的开关，通过Q1的开关以及Lo,Co的储能一起事先设定的V o。
Q1此时工作在开关状态，可以看成一个开关，所以这种电源叫开关电源。
图2 开关电源工作原理图二、三种电源对比线性电源功率器件工作在线性状态，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，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，所需的滤波电容的体积和重量也相当大。
线性电源和开关电源原理区别及优缺点
线性电源和开关电源原理区别及优缺点一、线性电源的原理及优缺点：线性电源是利用变压器、整流滤波电路和稳压器等组成的电子电路，将交流电转换为稳定的直流电供给电子设备。
具体工作原理如下：1.变压器：变压器通过变压比将输入的交流电压降低或升高到所需的电源电压。
2.整流滤波：将变压器输出的交流电压通过整流电路转化为直流电压，并利用滤波电路去除直流电压中的波动。
3.稳压器：稳压器通过消耗过多的电能将直流电压稳定在所需的电压值上。
线性电源的优点：1.输出纹波小：由于线性电源只进行一次整流滤波，输出纹波较小，对于对输出纹波要求较高的设备，如音频设备，线性电源更为适用。
2.稳压能力强：线性电源采用反馈稳压技术，能够稳定输出以满足负载的要求。
3.输出电压准确：线性电源的输出电压精度较高，波动范围较小，能够满足对精度要求较高的设备。
线性电源的缺点：1.效率低：线性电源的效率较低，工作时会有较大的功耗，会导致能源浪费。
2.体积大、重量重：线性电源中的变压器和稳压器等部件决定了整个电源的体积较大、重量较重，限制了其在大型设备或移动设备中的应用。
3.散热困难：由于线性电源的效率不高，其内部会产生大量的热量，需要散热器来散热，但是由于体积限制，散热困难。
二、开关电源的原理及优缺点：开关电源是通过快速开关管将输入交流电转换为高频脉冲信号，再经过变压器变换、滤波和稳压途径得到所需稳定直流电压的电子电源。
具体工作原理如下：1.输入整流：将输入的交流电通过整流电路转换为直流电。
2.DC/DC变换：通过开关元件（如MOSFET或IGBT）将直流电转换为高频脉冲信号。
3.变压器：将高频脉冲信号通过变压器变换为合适的输出电压。
4.输出整流滤波：将变压器输出的信号通过整流滤波电路转换为稳定的直流电压。
5.稳压器：稳压器通过反馈控制将输出电压稳定在所需的电压值上。
开关电源的优点：1.高效率：开关电源采用高频开关技术，能够提高电源的工作效率，减少电源的功耗。
电力电子简答题
【】晶闸管的导通条件？当晶闸管承受正向电压且在门极有触发电流时晶闸管能导通；【】使变流器工作在有源逆变状态的条件是什么？①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压②要求晶闸管的控制角α>π/2，使Ud为负值。
【】衡量PWM控制方法优劣的三个基本标志？（1）输出波形中谐波的含量（2）直流电压利用率（3）器件开关次数【】为什么PWM逆变电路比方波（六拍阶梯波）逆变器输出波形更接近正弦波？因为PWM逆变器不存在不存在对电网的谐波污染；而方波它的正向最大值和负向最大值几乎同时产生，对负载和逆变器本身造成非常大的不稳定影响，所以它的波形质量差。
【】与信息电子电路中MOSFET相比，电力MOSFET具有怎样的结构特点才使它具有耐高压和大电流的能力？电力MOSFET的缺点是什么？结构特点：（1）垂直导电结构：发射极和集电极位于基区两侧，基区面积大，很薄，电流容量很大（2）N-飘逸区：集电区加入掺杂N-漂移区，提高耐压（3）集电极安装于硅片底部，设计方便，封装密度高，耐压特性好。
缺点：电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置【】三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中包含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是那一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次？三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k（k=1，2。
）次的谐波，其中增幅最大的是6次谐波。
变压器二次侧电流中含有6k±1（k=1，2。
）次的谐波，其中主要是5，7次谐波。
【】多相多重斩波电路有何优点？多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加，脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更容易，滤波电感减小。
多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体可靠性提高。
【】交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？交-交变频电路的最高输出频率为你所用频率的1/3到1/2之间。
线性稳压电源和开关稳压电源详解
线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
?通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管)，续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用)，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制)，就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量;在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时，电流很小;当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
开关电源 原理
开关电源原理一、概述开关电源是一种高效率的电源，它通过将交流电转换成高频脉冲信号，再经过变压、整流、滤波等环节，最终得到所需的直流电。
相较于传统的线性稳压电源，开关电源更为节能、稳定和可靠。
二、基本原理1. 开关管控制器开关管控制器是开关电源的核心部件，它通过控制开关管的通断来实现输出电压和电流的调节。
常见的开关管有MOSFET和IGBT两种。
2. 变压器变压器是将输入交流电转换成所需输出直流电时必不可少的部件。
它主要由铁芯和绕组两部分构成，其中铁芯承担着磁通传递作用，而绕组则负责变换输入输出电压。
3. 整流器整流器主要负责将变压器输出的交流信号转化成直流信号。
常见的整流方式有单相桥式整流和三相桥式整流两种。
4. 滤波器滤波器主要用于去除整流后直流信号中残留的交流成分。
常见的滤波方式有LC滤波、RC滤波和LCL滤波。
三、工作原理1. 开关管控制器的工作原理开关管控制器通过控制开关管的通断来实现输出电压和电流的调节。
具体来说，当开关管通电时，输入电源会通过变压器传递到输出端，此时输出端会有一个正向电压；而当开关管断电时，则会有一个反向电压。
因此，通过不断地改变开关管的通断状态，就可以得到所需的输出电压和电流。
2. 变压器的工作原理变压器主要由铁芯和绕组两部分构成。
当输入交流信号经过铁芯时，由于铁芯中存在磁场，因此会在绕组中产生感应电动势。
同时，在绕组中也存在着一定的阻抗，因此输入信号也会受到一定程度的衰减。
最终，在输出端得到了所需的直流信号。
3. 整流器的工作原理整流器主要负责将变压器输出的交流信号转化成直流信号。
常见的整流方式有单相桥式整流和三相桥式整流两种。
其中单相桥式整流主要由四个二极管构成，它们将输入交流信号分别转化成正半周和负半周的直流信号；而三相桥式整流则由六个二极管构成，它们可以将三相交流信号转化成直流信号。
4. 滤波器的工作原理滤波器主要用于去除整流后直流信号中残留的交流成分。
常见的滤波方式有LC滤波、RC滤波和LCL滤波。
本科电力电子技术试题
电路中晶闸管的波形系数：755.1/111==d f I I K 。
b ）平均值：m m d I t td I I 5434.0)(sin 14/2==⎰ππωωπ； 有效值：m m I t d t I I 6741.0)()sin (14/22==⎰ππωωπ；电路中晶闸管的波形系数：241.1/222==d f I I K 。
c ）平均值：4/)(212/03m m d I t d I I ==⎰πωπ； 有效值：2/)(212/023m m I t d I I ==⎰πωπ；电路中晶闸管的波形系数：2/333==d f I I K 。
（2）a ）由题意：A I AV T 100)(=，晶闸管额定时波形系数：57.10=f K ，因此，由10)(f d f AV T K I K I ⨯=⨯得，A K K I I f f AV T d 48.89/10)(=⨯=b ）由题意：A I AV T 100)(=，晶闸管额定时波形系数：57.10=f K ，因此，由20)(f d f AV T K I K I ⨯=⨯得，A K K I I f f AV T d 56.126/20)(=⨯=。
c ）由题意：A I AV T 100)(=，晶闸管额定时波形系数：57.10=f K ，因此，由30)(fd f AV T K I K I ⨯=⨯得，A K K I I f f AV T d 5.78/30)(=⨯=。
2．单相桥式全控整流电路，V U 1502=，Ω=5R ，L 极大，V E 80=，当20=α时，试求：（1）作出d u 、d i 和2i 的波形。
（2）求出整流输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次侧电流有效值2I 。
（3）考虑安全裕量（电压电流都取2倍裕量），确定晶闸管的额定电流和额定电压。
解：（1）d u 、d i 和2i 的波形如上图： ------（3分）（2）输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次电流有效值2I 分别为：U d ＝0.9 U 2 cos α＝0.9×150×cos20°＝126.9（V ）I d ＝(U d －E )/R ＝(126.9－80)/5＝9.4(A)I 2＝I ＝I d ＝9.4（A ） ------（3分）（3）晶闸管承受的最大反向电压为：1.414 U 2＝1.414×150 V ＝212.1（V ）考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：U N ＝2×212.1V ＝424.2（V ）。
什么是开关电源？
什么是开关电源？开关电源是一种广泛应用于电子设备中的电源转换器，它以高效稳定的特性而著称。
由于其在电力转换和稳定供电方面的优势，开关电源成为现代电子产品中不可或缺的重要组成部分。
下面将从原理、优势和应用角度展开介绍开关电源。
一、原理开关电源的工作原理是将输入电源通过变压器降压、整流、滤波，并经过开关管的开关，最后通过变压器升压，从而获得稳定的输出电压，以满足电子设备的需求。
具体来说，开关电源包括输入滤波电路、整流电路、能量存储电路、开关控制电路和输出调整电路等多个模块，各个模块协同工作，实现高效转换和稳定输出。
二、优势1. 高效率：开关电源的转换效率通常可以达到80%以上，相比传统线性电源，其效率明显更高。
高效率转换可以减少能量损耗，提高电能利用率。
2. 体积小：开关电源采用了高频开关元件，使得整体电子元器件尺寸缩小，从而可大大减小设备体积。
这对体积受限的电子产品来说尤为重要。
3. 转换速度快：开关电源具备较快的响应速度，能够实现对电压输出的快速调整和稳定。
这对于对输入电源变化敏感的设备具有重要意义。
4. 可控性强：开关电源的输出电压和电流可以通过控制器进行精确调节，并具备对电压、电流、温度等进行反馈和保护的功能。
5. 安全可靠：开关电源采用了多种保护电路，如过压保护、过流保护、过热保护等，以确保电子设备的安全运行。
三、应用开关电源广泛应用于各种电子产品中，包括但不限于计算机、通信设备、军事设备、医疗仪器、家用电器等。
其高效稳定的特性使得开关电源成为现代电子设备中的理想选择。
例如，在通信设备中，开关电源能够提供稳定的电源供应，满足设备对高质量电源的要求，确保通信信号的传输质量；在计算机中，开关电源具备高效稳定的功率转换特性，可以为计算机提供稳定的电能转换，并通过精确的输出控制保护计算机免受电压变化的损害。
总结起来，开关电源作为电子设备中电源转换的重要组成部分，具备高效率、体积小、转换速度快、可控性强和安全可靠等特点。
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。
开关电源与线性电源的区别
线性电源的优点：性能稳定，没有高频纹波等干扰。线性电源的缺点：发热、能源利用率低。没有超大功率的电源供选择
线性电源的电压反馈电路是工作在线性(放大)状态，开关电源的电压是电压调整的管子工作在饱和和截止区，即开关状态的。线性电源是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器，此电压放大器的输出作为电压调整管的输入，用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化，从而调整其输出电压，但开关电源是通过改变调整管的开和关的时间即改变占空比来改变输出电压的。从其主要特点上看：线性电源技术虽然成熟，但制作成本也不不低，在价格上已经与开关电源相比已经失去了太大的优势，但线性电源可以达到很高的稳定度，波纹较小，自身的干扰和噪声都比较小，但因为工作在工频(50Hz),变压器的体积比较大,效率偏低，整体体积较大，显得较笨重.且输入电压范围要求高；而开关电源是工作的高频状态,变压器的体积比较小,相对比较轻便,但是输出纹波较线性电源要大,但因结构简单,成本低,效率高(市面上的开关电源的效率也可达90%以上)在很多场合已经替代了线性电源,是未来电源发展的趋势。
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。下面来分别介绍他们的作用：输入电网滤波器：是用来消除来自交流电网中比如的灯开关、家用电器的开关、空调的开关、雷击等产生的干扰纹波，它也会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：它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：它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：它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：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来供电的一种转换装置。
线性稳压电源和开关电源有什么区别_线性稳压电源和开关稳压电源对比分析
线性稳压电源和开关电源有什么区别_线性稳压电源和开关稳压电源对比分析稳压电源（stabilized voltage supply）是能为负载提供稳定的交流电或直流电的电子装置，包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。
当电网电压或负载出现瞬间波动时，稳压电源会以10-30ms的响应速度对电压幅值进行补偿，使其稳定在±2%以内。
知道了什么是稳压电源，接下来跟随小编一起来了解一下什么是线性稳压电源和开关电源，那么这两个之间有什么区别呢？线性稳压电源和开关稳压电源对比分析根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管（在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管）是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小；关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K（实际电路中为三极管或者场效应管），续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用（可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用），将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间（即PWM——脉冲宽度调制），就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量；在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能。
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。
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。
开关电源的优点： 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。
开关电源的缺点： 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。
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开关电源效率比线性电源高的原因是什么
课程介绍开关电源与线性电源相比较，它比线性电源的效率要高，并且体积更小。
本课程来具体讲解开关电源为什么它的效率比线性电源高。
专栏课程学习获得：
1. 通过举例讲解开关电源工作的方式.开关电源的工作原理.
2. 通过举例开关电源工作方式与线性电源工作方式的区别.
3. 分析和讲解为什么线性电源的效率比较低,开关电源的效率比较高?
4. 讲解开关电源是如何实现能量转移的?以及如何实现稳定电压输出?如何进行调节的?为什么说输入电压的变化以及负载的变化会影响调节?为什么会有纹波的产生?为什么说速度响应是衡量开关电源的重要指标?
5. 详细分析开关损耗是如何产生的?如何控制温升?温升对系统有哪些危害?
6. 开关电源体积与频率的关系?以及开关电源的效率问题。
7. 开关器件的如何选择?详细分析MOSFET,IGBT,三极管各自的有点和缺点。
8. 详细推导开关电源的BUCK电路拓扑的过程。
9．引入重要模拟电路中重要器件：电感。
10. 详细讲解电感电压的的形成和公式计算，电感电压受什么参数影响？如何改变电感两端电压？
11. 详细讲解电感电压的与电感中电流大小以及电流变化率的相互关系。
为什么说电感电流大小连续而电流变化率是不连续的？
12. 详细讲解电感中的电流波形的三种模式。
13. 为什么说电感电流在通电和关断后会发生变化？它的内在根本原因又是什么？
14. 如何实现电感的能量守恒？为什么说只有电感电流达到稳定状态才能为我们使用？电感电流的变化如何实现可控？
15. BUCK电路中专有名词的解释，了解关键参数对设计的影响。