線性穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器的對(duì)比分析

一、線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器的不同概念

1.什么是線性穩(wěn)壓器?

線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管或 FET,從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩(wěn)壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內(nèi)所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的 LDO(低壓降)穩(wěn)壓器通常使用功率晶體管(也稱為傳遞設(shè)備)作為 PNP.這種晶體管允許飽和，所以穩(wěn)壓器可以有一個(gè)非常低的壓降電壓，通常為 200mV 左右;與之相比，使用 NPN 復(fù)合電源晶體管的傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的壓降為 2V 左右。負(fù)輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設(shè)備，其運(yùn)行模式與正輸出 LDO 的 PNP設(shè)備類似。

2.什么是開關(guān)穩(wěn)壓器?

開關(guān)穩(wěn)壓器使用輸出級(jí)，重復(fù)切換“開”和“關(guān)”狀態(tài)，與能量存貯部件(電容器和感應(yīng)器)一起產(chǎn) 生輸出電壓。它的調(diào)整是通過根據(jù)輸出電壓的反饋樣本來調(diào)整切換定時(shí)來實(shí)現(xiàn)的。在固定頻率的穩(wěn)壓器中，通過調(diào)節(jié)開關(guān)電壓的脈沖寬度來調(diào)節(jié)切換定時(shí)這就是所謂的 PWM 控制。在門控振蕩器或脈沖模式穩(wěn)壓器中，開關(guān)脈沖的寬度和頻率保持恒定，但是，輸出開關(guān)的“開”或“關(guān)”由反饋控制。 根據(jù)開關(guān)和能量存貯部件的排列，產(chǎn)生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，并且可以用一個(gè)穩(wěn)壓器產(chǎn)生多個(gè)輸出電壓。在大多數(shù)情況下，在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下，脈沖(降壓)開關(guān)穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換電源的效率更高。

二、線性穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器的優(yōu)劣勢

1.線性穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器的主要優(yōu)劣勢特點(diǎn)如下表所示：

線性直流穩(wěn)壓器優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路輸出連續(xù)可調(diào)的電源。缺點(diǎn)是體積大、較笨重、效率相對(duì)較低。這類穩(wěn)壓電源又有很多種，從輸出性質(zhì)可分為穩(wěn)壓電源、穩(wěn)流電源和集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流(雙穩(wěn))電源。從輸出值來看可分固定輸出電源、波段開關(guān)調(diào)整式和電位器連續(xù)可調(diào)式幾種，從輸出指示上可分指針指示型和數(shù)字顯示式型等。

開關(guān)型穩(wěn)壓器是直接整流，獲得高壓直流，由高頻震蕩器控制開關(guān)管的通斷的時(shí)間比例來調(diào)整輸出電壓。開關(guān)型電源電路分為串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種，開關(guān)型穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)是效率高，因?yàn)殚_關(guān)狀態(tài)下的晶體管自身消耗的功率很小，可以達(dá)到70-80%甚至更高的效率，而且不用降壓變壓器，其輸出變壓器由于是工作在高頻，其體積遠(yuǎn)小于50赫的工頻變壓器。所以開關(guān)型電源的電路小巧輕便。開關(guān)型穩(wěn)壓器可以在較大的電壓范圍正常工作。

2.線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器的本質(zhì)區(qū)別

開關(guān)穩(wěn)壓器是與線性穩(wěn)壓器是不同的一類穩(wěn)壓電源，它的電路型式主要有單端反激式、單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于電路中的變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功率管不是工作在線性區(qū)，而是飽和及截止區(qū)，即工作在開關(guān)狀態(tài);開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源也因此而得名。

三、線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器的日常維護(hù)

不管是線性穩(wěn)壓器亦或是開關(guān)穩(wěn)壓器，它們的日常維護(hù)都要從以下幾個(gè)方面著手：

1.經(jīng)常觀察穩(wěn)壓器的冷卻風(fēng)扇和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是否運(yùn)行正常，查看輸入電壓和負(fù)載是否超過額定范圍，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理。

2.每一個(gè)月對(duì)穩(wěn)壓器進(jìn)行一次維護(hù)：

1)仔細(xì)清掃各部件，特別是碳刷，接觸線圈的裸露部分，去除污垢;

2)檢查穩(wěn)壓器內(nèi)部各部件和線頭是否有松動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)于有連接不牢或接觸不良的，應(yīng)及時(shí)處理;

3)及時(shí)更換磨損或損壞的碳刷，發(fā)現(xiàn)有故障或損壞的元件及時(shí)維修或更換。

以上就是今天為大家分型的有關(guān)線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器的有關(guān)知識(shí)，希望能給大家以后帶來參考。