开关电源和线性电源的区别

基本原理

SMPS 是一种将输入交流电压转换为直流电压，然后将其幅值降低到所需水平的电源。

LPS 是一种先降低交流电压，然后将其转换为直流电压的电源。

主要电子元件

SMPS 的主要电子元件包括变压器、整流器和高频开关电路。

线性电源的主要电子元件包括线性稳压器和变压器。

电压调节

在 SMPS 中，采用反馈电路进行电压调节。

在线性电源中，采用稳压器进行电压调节。

效率

SMPS 效率相对较高，约为 70% 到 85%。

线性电源效率较低，通常约为 40% 到 60%，因为热量损失较大。

工作原理

SMPS 首先将高交流电压输入转换为高频交流电压，然后使用整流器和滤波电路将交流电转换为直流电，以获得所需的直流电压。

线性电源首先降低输入交流电压，然后将其转换为直流电压。

磁芯材料

在 SMPS 中，使用铁氧体磁芯。

在线性电源中，使用钢合金或 CRGO 磁芯。

电路复杂度

SMPS 的电子电路相对更复杂。

线性电源的电子电路比 SMPS 简单。

电压范围

SMPS 可以处理更宽的电压范围。

线性电源对输入电压有限制。

噪声和电磁干扰

由于高频开关，SMPS 会产生更多电子噪声和电磁干扰。因此，需要电磁干扰滤波器。

线性电源产生的电子噪声和电磁干扰相对较少。

价格

由于复杂的设计和高级功能，SMPS 相对价格较高。

由于其简单的设计，线性电源价格较低。

启动时间

SMPS 的启动时间比线性电源短。

线性电源的启动时间较长，因为它需要更多时间来稳定其输出电压。

内置 PFC 单元

SMPS 具有内置功率因数校正 (PFC) 单元以提高其效率。

线性电源通常没有内置功率因数校正单元。

发热量

SMPS 在运行期间产生的热量较少。

线性电源会产生更多热量，因此需要适当的冷却系统。

射频干扰

SMPS 会产生射频干扰，因此需要适当的屏蔽。

在线性电源中，不存在射频干扰问题。

重量和尺寸

SMPS 尺寸紧凑，重量轻，使其最适合便携式电子设备。

线性电源尺寸较大，重量较重。因此，它们便携性较差。

负载调节

在 SMPS 中，负载调节范围为 0.05% 到 0.5%。

在线性电源中，负载调节范围为 0.005% 到 0.2%。

纹波电压

在 SMPS 中，纹波电压范围在 10 mV 到 25 mV 之间。

在线性电源中，纹波电压在 0.25 mV 到 1.5 mV 之间。

工作功率因数

对于 SMPS，工作功率因数在 0.6 到 0.7 之间（无 PFC），大于 0.95（有 PFC）。

线性电源的工作功率因数在 0.6 到 0.7 之间。

功率密度

SMPS 提供高功率密度，即较小的尺寸可以处理更大的功率。

线性电源提供低功率密度，即需要较大的尺寸才能处理相同数量的功率。

功率重量比

SMPS 具有较高的功率重量比。

线性电源具有较低的功率重量比。

瞬态响应

SMPS 的瞬态响应较慢。

线性电源的瞬态响应比 SMPS 快。

应用

SMPS 用于高功率应用，例如计算机、笔记本电脑、工业和消费电子设备等。

线性电源用于低功率应用，例如模拟电子电路、音频放大器、实验室仪器等。