線性電源有什么優(yōu)缺點(diǎn)嗎？

線性調(diào)整器又稱為串聯(lián)型調(diào)整器。

他的特點(diǎn)就是能從交流的輸入電壓獲得一個(gè)可調(diào)整的直流輸出電壓，輸入交流是一個(gè)變化的電壓主要是通過(guò)一個(gè)整流濾波后得到一個(gè)直流電壓然后再經(jīng)過(guò)線性調(diào)整得到一個(gè)穩(wěn)定的直流。

線性調(diào)整是通過(guò)整流后的電壓與輸出之間串聯(lián)晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而且這種串聯(lián)晶體管工作在電壓電流特性曲線的放大區(qū)域，其工作特性類似與可變電阻，調(diào)整管上面實(shí)際承受了被降低的多余的或過(guò)剩的那部分電壓。這一個(gè)電壓是隨輸入或輸出的變化而變化的，這也就是為什么晶體管可以等效為是一個(gè)可變電阻。

如需要做一個(gè)不隔離的線性電源可以通過(guò)整流濾波然后再通過(guò)調(diào)整管來(lái)實(shí)現(xiàn)，如上面的圖，這里面調(diào)整管的壓降就是Va-Vo，為了保證我們的Vo可以得到一個(gè)穩(wěn)定的電壓，就需要考慮輸入電壓的變化范圍，Va的電壓在最低的時(shí)候都要保證Va＞VO，如果我們的輸入電壓是220V±20%，那么我們的輸入范圍最低是AC176V，整流后電容上面可以得到一個(gè)峰值電壓，但是輸入電容上面會(huì)有一個(gè)紋波電壓，這是我們需要考慮的，如果輸入電容上面的紋波電壓是50V，那么最小的輸入電壓是176*1.414-50=198V，這也就是說(shuō)輸出電壓Vo是不能＞198V，設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要考慮了，假設(shè)輸出電壓是180V，如果輸入電壓要是在AC264V，那么調(diào)整管上面的最大壓差就是264*1.414-180=193V，如果輸出負(fù)載電流是I，在最大輸入電壓的時(shí)候，效率就是180*I/（264*1.414*I）*100%=48%，效率是比較低的，如果輸出電壓小于180V，效率會(huì)更低。為了解決比較低的輸出電壓，我們可以通過(guò)一個(gè)工頻變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓。如下面的圖，通過(guò)變壓器的匝比來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。

從上面的圖我們可以看到我們的輸出電壓是靠一個(gè)低頻的變壓器把輸入的交流電壓變壓后再通過(guò)二極管整流，這里用了半波整流，也可以用全波整流或者整流橋整流都是可以的，然后可以得到一個(gè)隨輸入電壓變化的直流輸出電壓Va。那么我們的輸出電壓Vo需要一個(gè)穩(wěn)定的直流。

輸出電壓一定要小于整流后Va的最小電壓，那么Va電壓是隨輸入電壓變化而變化的，一般我們的交流輸入電壓AC220V有±20%變化的，那么我的變壓器次級(jí)整流后的電壓也是有一個(gè)±20%，當(dāng)輸入電壓在最高的時(shí)候，Va點(diǎn)的電壓也是最高，而我們的輸出電壓是不變的，那么我們的調(diào)整管的電壓就是Va-Vo，Vo電壓是小于最小Va電壓，那么Vamin》Vo，從上面的公式里面我可以看到輸入最大的時(shí)候整機(jī)效率要＜66%，這里還沒(méi)有計(jì)算變壓器的效率，從整體來(lái)看的話效率是比較低的。因?yàn)檩敵雠c調(diào)整管是串聯(lián)，隨輸出電流的增大，調(diào)整管上面的損耗就增大。

從上面的兩個(gè)圖來(lái)看，我的線性電源效率是非常低的，但是它有自身的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有高頻的開(kāi)關(guān)整流器，設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，輸出紋波小，高頻干擾小，沒(méi)有開(kāi)關(guān)電源前面的EMI電路，整體電路簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單的電路帶來(lái)最大的好處是便于維修，疊加在輸出直流的紋波電壓非常的小，也就是說(shuō)輸出的直流純度非常的高，這也正是直流電源的重要標(biāo)志。所以有要求紋波精度比較小的地方還是在用線性電源。

缺點(diǎn)：因?yàn)闆](méi)有高頻的開(kāi)關(guān)整流器，變壓器工作在50Hz的工頻下，頻率比較低，變壓每個(gè)周期里面需要提供的能量比較多，導(dǎo)致變壓器的就需要非常的大，輸出的濾波電容也比較大，效率比較低，整個(gè)損耗基本都在輸出調(diào)整管上，因?yàn)檎{(diào)整管是工作在線性區(qū)域的，調(diào)整管上面有一定的壓降，隨輸出電流的增加，調(diào)整管上面的損耗也增加，調(diào)整管上面消耗功率非常的大，所以調(diào)整管上需要加很大的散熱器。整個(gè)電源的體積非常大，并且非常笨重，不利于便攜。

在電子產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的過(guò)程中，線性電源將逐步被高速的開(kāi)關(guān)電源所取代。

但是現(xiàn)在有很多低成本的LED室內(nèi)燈都在用線性電源來(lái)做。其原理與我們的第一個(gè)不隔離的圖一樣，只是負(fù)載是燈珠。

文章來(lái)源：姜維老師

圖片來(lái)源：張飛實(shí)戰(zhàn)電子

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