基本介紹
- 中文名：線性電源
- 外文名：Linear power supply
- 技術領域：電力電子技術
- 分類：線性直流電源和高頻開關電源
分類關係,工作原理,線性電源與開關電源對比,開關電源的主電路,線性電源用途,優缺對比,
分類關係
直流電源的分類：
直流電源分線性直流電源和高頻開關電源兩大類．
工作原理
線性電源主迴路的工作過程是輸入電源先經預穩壓電路進行初步交流穩壓後,通過主工作變壓器隔離整流變換成直流電源,再經過控制電路和單片微處理控制器的智慧型控制下對線性調整元件進行精細調節,使之輸出高精度的直流電壓源,
1、電源變壓器及整流:將380V的交流電變換成所需的直流電；
2、預穩壓電路:採用繼電器元件或可控矽元件對輸入的交流或直流電壓進行預調整和初步穩壓,從 而降低線性調整元件的功耗,提高工作效率.並確保輸出電壓源高精度和高穩定；
3、線性調整元件:對濾波後的直流電壓進行精細調整,使輸入電壓達到所需要的值和精度要求；
4、濾波電路:對直流電源的脈動波,干擾,噪聲進行最大限度的阻止,和吸收,從而保證直流電源的輸出電壓低紋波、低噪聲、低干擾；
5、單片機控制系統:單片微處理控制器對檢測到的各種信號進行比較、判斷、計算、分析等處理後,再發出相應的控制指令使直流穩壓電源整體穩壓系統工作正常、可靠、協調；
6、輔助電源及基準電壓源:為直流穩壓系統提供高精度的基準電壓源及電子電路工作所需要的電源；
7、電壓取樣及電壓調節:檢測直流穩壓電源輸出電壓值及設定調節直流穩壓電源的輸出電壓值；
8、比較放大電路:將直流穩壓電源的輸出電壓值與基準源的電壓進行比較取得誤差電壓信號後,進行放大反饋及控制線性調整元件而保證輸出電壓穩定；
9、電流檢測電路:取得直流穩壓電源輸出電流值,作限流或保護控制的信息；
10、驅動電路:為驅動可執行元件而設定的功率放大電路；
11、顯示器:直流穩壓電源輸出電壓值及輸出電流值的顯示。
線性電源與開關電源對比
線性電源一般是將輸出電壓取樣然後與參考電壓送入比較電壓放大器，此電壓放大器的輸出作為電壓調整管的輸入，用以控制調整管使其結電壓隨輸入的變化而變化，從而調整其輸出電壓，但開關電源是通過改變調整管的開和關的時間即改變占空比來改變輸出電壓的！
從其主要特點上看：線性電源技術很成熟，製作成本較低，可以達到很高的穩定度，波紋較小，自身的干擾和噪聲都比較小，但因為工作在工頻(50Hz),變壓器的體積比較大,效率偏低(一般滿載工作的效率只有80%左右)整體體積較大，顯得較笨重.且輸入電壓範圍要求高；而開關電源是工作的高頻狀態,變壓器的體積比較小,相對比較輕便,但是輸出紋波較線性電源要大,但因結構簡單,成本低,效率高(市面上的開關電源的效率也可達90%以上)在很多場合已經替代了線性電源,是未來電源發展的趨勢。
線性電源，可控矽電源，開關電源電路的簡單比較
關於電路結構，究竟是線性電源，可控矽電源還是開關電源，要看具體場合，合理採用。這三種電路，國際國內都大量使用，各有各的特點。可控矽電源，以其強大的輸出功率，使線性電源和開關電源無法取代。線性電源以其精度高，性能優越而被廣泛套用。開關電源因省去了笨重的工頻變壓器而使體積和重量都有不同程度的減少，減輕，也被廣泛地套用在許多輸出電壓、輸出電流較為穩定的場合。
一、可控矽電源的電路結構如下：
通俗的說，可控矽是一個控制電壓的器件，由於可控矽的導通角是可以用電路來控制的，固此隨著輸出電壓Uo的大小變化，可控矽的導通角也隨著變化。加在主變壓器初級的電壓Ui也隨之變化。
就是~220V市電經可控矽控制後只有一部分加在主變壓器的初級。當輸出電壓Uo較高時，可控矽導通角較大，大部分市電電壓被可控矽“放過來了”（如上圖所示），因而加在變壓器初級的電壓，即Ui較高，這當然經整流濾波後輸出電壓也就比較高了。而當輸出電壓Uo很低時，可控矽導通角很小，絕大部分市電電壓被可控矽“卡斷了”（如下圖所示），只讓很低的電壓加在變壓器初級，即Ui很低，這當然經整流濾波後輸出電壓也就很低了。
二．線性電源的主電路如下：
線性電源實際上是在可控矽電源的輸出端再串一隻大功率三極體（實際是多隻並聯），控制電路只要輸出一個小電流到三極體的基極就能控制三極體的輸出大電流，使得電源系統在可控矽電源的基礎上又穩壓一次，因而這種線性穩壓電源的穩壓性能要優於開關電源或可控矽電源1-3個數量級。但功率三極體（亦稱調整管）上一般要占用10伏電壓，每輸出1安培電流就要在電源內部多消耗10瓦功率，例如500V 5A電源在功率管上的損耗為50瓦，占輸出總功率的2%，因而線性電源的效率要比可控矽電源稍低。
開關電源的主電路
由電路可以看出，市電經整流濾波後變為311V高壓，經K1~K4功率開關管有序工作後，變為脈衝信號加至高頻變壓器的初級，脈衝的高度始終為311V。當K1,K4開通時,311V高壓電流經K1正向流入主變壓器初級，經K4流出，在變壓器初級形成一個正向脈衝，同理，當K2,K3開通時,311V高壓電流經K3反向流入主變壓器初級，經K2流出，在變壓器初級形成一個反向脈衝。這樣，在變壓器次級就形成一系列正反向脈衝，經整流濾波後形成直流電壓。當輸出電壓Uo較高時，脈衝寬度就寬，當輸出電壓Uo較低時，脈衝寬度就窄，因此開關管實際上是一個控制脈衝寬窄的裝置。 我公司在沒有特別體積要求的情況下，一般向用戶提供線性電源，這主要是：
1、線性電源精度好(優於開關電源或可控矽電源1—3個數量級)，適用多種場合，一般用戶不會提出性能、精度、技術指標方面的問題。
2、便於維修，因為多數用戶都有熟悉線性電源的維修人員，也有這方面的備件。維修工具，有一隻萬用表即可基本解決問題，較為細心的電工亦可動手。
3、維修後一般不留後遺症，故障能徹底排除，性能可完全恢復，只要正確使用，及時維修，一台電源使用10年是完全不成問題的。
線性電源用途
線性電源產品可廣泛套用於科研、大專院校、實驗室、工礦企業、電解、電鍍、充電設備等。
優缺對比
線性電源的優點：性能穩定，沒有高頻紋波等干擾。
線性電源的缺點：發熱、能源利用率低。沒有超大功率的電源供選擇。
