線性電源和開關電源的主要區別有:
線性電源的損耗較開關電源大;
線性電源的效率較開關電源低;
線性電源的對外干擾較開關電源小;
原因說明
類似7805等芯片做的電源就是線性電源,其降壓是通過多余能量的損失來實現。
比如7805的輸入電壓是10V,輸出電壓是5V,輸出電流是0.2A。那么7805輸入與輸出之間的壓降是5V。在電源工作期間,一直有電流流過,假設該電流也是0.2A,那么7805的損耗就是1W,效率約為50%。
再來看開關電源,比如BUCK降壓電路,其拓撲結構如下。
BUCK開關電源的工作原理是:
開關管導通時電流從輸入電源Vin流出到開關管SW,到輸出電感Lo,最后到輸出電容Co和負載RL,如下圖紅色箭頭方向。
開關管截止時,沒有電流從輸入電源流出,負載電流由輸出電感Lo和輸出電容Co提供,由于電感Lo的儲能作用,其電流會通過續流二極管續流D,如下圖藍色箭頭方向。
假設開關管、輸出電感、續流二極管都是理想器件,即導通電壓為0V,開通和關斷是電壓變化斜率無窮大,那么對開關電源來說其損耗將為0。只不過,現實中的器件并非理想器件,實際上會有導通損耗和開關損耗,但總損耗比線性電源小很多,下圖是TPS54260 BUCK控制芯片在不同輸出電流下的效率曲線。
以上就是線性電源損耗大,效率低的原因。
而開關電源干擾大就是應為開關管高頻率導通、關斷造成的,在導通和關斷時,電壓和電流的變化率很大,這就是造成干擾的原因。而線性電源沒有這種開關變化,所以幾乎不造成對外的高頻干擾。
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