線性調整器和開關調整器有何不同

2021-03-29 09:51:34 字數 2833 閱讀 2022

1樓:匿名使用者

為什麼需要輸入濾波器

開關調節器輸入電流為非連續電流,並且在輸入電流得不到濾波的情況下其會中斷系統的執行。大多數電源系統都整合了一個如圖2所示型別的濾波器。電容為功率級的開關電流提供了一個低阻抗,而電感則為電容上的紋波電壓提供了一個高阻抗。

該濾波器的高阻抗使流入源極的開關電流最小化。在低頻率時,該濾波器的源極阻抗等於電感阻抗。在您升高頻率的同時,電感阻抗也隨之增加。

在極高頻率時,輸出電容分流阻抗。在中間頻率時,電感和電容實質上就形成了一種並聯諧振電路,從而使電源阻抗變高,呈現出較高的電阻。

大多數情況下,峰值電源阻抗可以通過首先確定濾波器(zo)的特性阻抗來估算得出,而濾波器特性阻抗等於電感除以電容所得值的平方根。這就是諧振下電感或者電容的阻抗。接下來,對電容的等效串聯電阻(esr)和電感的電阻求和。

這樣便得到電路的q值。峰值電源阻抗大約等於zo乘以電路的q值。

但是,開關的諧振濾波器與電源負阻抗耦合後會出現問題。圖3顯示的是在

一個電壓驅動串聯電路中值相等、極性相反的兩個電阻。這種情況下,輸出電壓趨向於無窮大。當您獲得由諧振輸入濾波器等效電阻所提供電源的負電阻時,您也就會面臨一個類似的電源系統情況;這時,電路往往就會出現振盪。

圖3與其負阻抗耦合的開關諧振濾波器可引起不必要的振盪

設計穩定電源系統的祕訣是保證系統電源阻抗始終大大小於電源的輸入阻抗。我們需要在最小輸入電壓和最大負載(即最低輸入阻抗)狀態下達到這一目標。

在前面,我們討論了輸入濾波器的源極阻抗如何變得具有電阻性,以及其如何同開關調節器的負輸入阻抗相互作用。在極端情況下,這些阻抗振幅可以相等,但是其符號相反從而構成了一個振盪器。業界通用的標準是輸入濾波器的源極阻抗應至少比開關調節器的輸入阻抗低6db,作為最小化振盪概率的安全裕度。

輸入濾波器設計通常以根據紋波電流額定值或保持要求選擇輸入電容(圖4所示co)開始的。第二步通常包括根據系統的emi要求選擇電感(lo)。正如我們上個月討論的那樣,在諧振附近,這兩個元件的源極阻抗會非常高,從而導致系統不穩定。

圖4描述了一種控制這種阻抗的方法,其將串聯電阻(rd)和電容(cd)與輸入濾波器並聯放置。利用一個跨接co的電阻,可以阻尼濾波器。但是,在大多數情況下,這樣做會導致功率損耗過高。

另一種方法是在濾波器電感的兩端新增一個串聯連線的電感和電阻。

選擇阻尼電阻

有趣的是,一旦選擇了四個其他電路元件,那麼就會有一個阻尼電阻的最佳選擇。圖5顯示的是不同阻尼電阻情況下這類濾波器的輸出阻抗。紅色曲線表示過大的阻尼電阻。

請思考一下極端的情況,如果阻尼電阻器開啟,那麼峰值可能會非常的高,且僅由co和lo來設定。藍色曲線表示阻尼電阻過低。如果電阻被短路,則諧振可由兩個電容和電感的並聯組合共同設定。

綠色曲線代表最佳阻尼值。利用一些包含閉型解的計算方法(見參考文獻1)就可以很輕鬆地得到該值。

圖5在給定cd-co比的情況下,有一個最佳阻尼電

阻選擇元件

該圖是通過使用rdmiddlebrook建立的閉型解得到的。橫座標為阻尼濾波器輸出阻抗與未阻尼濾波器典型阻抗(zo=(lo/co)1/2)的比。縱座標值有兩個:

阻尼電容與濾波器電容(n)的比;以及阻尼電阻同該典型阻抗的比。利用該圖,首先根據電路要求來選擇lo和co,從而得到zo。隨後,將最小電源輸入阻抗除以二,得到您的最大輸入濾波器源極阻抗(6db)。

最小電源輸入阻抗等於vinmin2/pmax。只需讀取阻尼電容與濾波器電容的比以及阻尼電阻與典型阻抗的比,您便可以計算得到一個橫座標值。例如,一個具有10µh電感和10µh電容的濾波器具有zo=(10µh/10µf)1/2=1ω的典型阻抗。

如果它正對一個12v最小輸入的12w電源進行濾波,那麼該電源輸入阻抗將為z=v2/p=122/12=12ω。這樣,最大源極阻抗應等於該值的二分之一,也即6ω。現在,在6/1=6的x軸上輸入該圖,那麼,cd/co=0.

1,即1µf,

開關電源和線性電源的區別

2樓:匿名使用者

同樣是電源,線性和開關電源這些差別你知道麼?

3樓:安泰測試

電源分類主要如下,開關和線性電源主要從它技術實現機理不同區分的。

4樓:匿名使用者

開關電源是將利用開關的方式將整流後高壓電整成高頻方波,然後通過變版壓器轉化其電壓值

線性電源是直權接用變壓器轉化成其他電壓輸出相比之下,開關電源重量輕、效率高、靜態損耗小線性電源則成本低、沒有高頻干擾、相對於開關電源可靠性高些

5樓:匿名使用者

1、開關電源是直流電轉變為高頻脈衝電流,將電能儲存到電感、電容元件中,利用電感專、電容的特性將屬電能按預定的要求釋放出來來改變輸出電壓或電流的;線性電源沒有高頻脈衝和儲存元件,它利用元器件線性特性在負載變化時瞬間反饋控制輸入達到穩定電壓和電流的。

2、開關電源可以降壓,也可以升壓;線性電源只能降壓。

3、開關電源效率高;線性電源效率低。

4、線性電源控制速度快,波紋小;開關電源波紋大。

6樓:匿名使用者

其實沒啥區別,就是電壓出來的原理不一樣,並且能提供的功率的也不一樣,開關電源提供的大很多

7樓:郜語糜翠梅

從穩壓機理上說,開關電源是利用電感和電容作為儲能元件來實現升壓和降壓的穩壓電源,版而線性電源是利用權電晶體或場效電晶體變化的的動態電阻來調整管壓降從而保持輸出電壓穩定的。

從電路形式上說,開關電源中通常有電感,而線性電源中不需要電感。

從功能上說,線性電源只能降壓,輸出電壓一定低於輸入電壓,而且兩者一般不會相差過於懸殊,而開關電源可以升壓也可以降壓,輸入和輸出電壓之間可以有很大的壓差。

從效果上看,開關電源效率較高,發熱低,特別是在輸入輸出電壓差較大的情況下,而線性電源的紋波較小,質量高於開關電源。

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