來源：羅姆半導體社區(qū)

線性電源相比于開關電源來說，一直有轉化率不高的缺點而被詬病。但這項技術既然存在，想必還是有它的用處的。并且相對于開關電源來說，線性電源的技術也比之更為成熟。所謂存在即合理，既然存在的東西那一定就會有它的獨到之處。

線性穩(wěn)壓電源是比較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源。根據調整管的工作狀態(tài)，我們常把穩(wěn)壓電源分成兩類：線性穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓直流電源的特點是：輸出電壓比輸入電壓低；反應速度快，輸出紋波較小；工作產生的噪聲低；效率較低（現(xiàn)在經常看的LDO就是為了解決效率問題而出現(xiàn)的）；發(fā)熱量大（尤其是大功率電源），間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲。

線性穩(wěn)壓直流電源的特點是：輸出電壓比輸入電壓低；反應速度快，輸出紋波較小；工作產生的噪聲低；效率較低(現(xiàn)在經常看的LDO就是為了解決效率問題而出現(xiàn)的)；發(fā)熱量大（尤其是大功率電源），間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲。且線性電源的調整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低（35%左右），需要加體積龐大的散熱片，而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當要制作多組電壓輸出時變壓器會更龐大。開關電源的調整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高（75％以上）而且省掉了大體積的變壓器。

工作原理

線性電源主回路的工作過程是輸入電源先經預穩(wěn)壓電路進行初步交流穩(wěn)壓后,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能控制下對線性調整元件進行精細調節(jié),使之輸出高精度的直流電壓源。

電源變壓器及整流:將380V的交流電變換成所需的直流電.

預穩(wěn)壓電路:采用繼電器元件或可控硅元件對輸入的交流或直流電壓進行預調整和初步穩(wěn)壓,從 而降低線性調整元件的功耗,提高工作效率.并確保輸出電壓源高精度和高穩(wěn)定.

線性調整元件:對濾波后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.

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.

單片機控制系統(tǒng):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、分析等處理后,再發(fā)出相應的控制指令使直流穩(wěn)壓電源整體穩(wěn)壓系統(tǒng)工作正常、可靠、協(xié)調.

輔助電源及基準電壓源:為直流穩(wěn)壓系統(tǒng)提供高精度的基準電壓源及電子電路工作所需要的電源.

電壓取樣及電壓調節(jié):檢測直流穩(wěn)壓電源輸出電壓值及設定調節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓值.

比較放大電路:將直流穩(wěn)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后,進行放大反饋及控制線性調整元件而保證輸出電壓穩(wěn)定.

電流檢測電路:取得直流穩(wěn)壓電源輸出電流值,作限流或保護控制的信息.

驅動電路:為驅動可執(zhí)行元件而設置的功率放大電路.

顯示器:直流穩(wěn)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

線性電源的電壓反饋電路是工作在線性(放大)狀態(tài)，開關電源是指用于電壓調整的管子工作在飽和和截止區(qū)，即開關狀態(tài)的。

普通半橋開關電源的主要工作原理就是上橋和下橋的開關管(頻率高時開關管為VMOS)輪流導通，首先電流通過上橋開關管流入，利用電感線圈的存儲功能，將電能集聚在線圈中，最后關閉上橋開關管，打開下橋的開關管，電感線圈和電容持續(xù)給外部供電。然后又關閉下橋開關管，再打開上橋讓電流進入，就這樣重復進行，因為要輪流開關兩開關管，所以稱為開關電源。

而線性電源就不一樣了，由于沒有開關介入，使得上水管一直在放水，如果有多的，就會漏出來，這就是我們經?？吹降哪承┚€性電源的調整管發(fā)熱量很大，用不完的電能，全部轉換成了熱能。從這個角度來看，線性電源的轉換效率就非常低了，而且熱量高的時候，元件的壽命勢必要下降，影響最終的使用效果 。

從其主要特點上看：線性電源技術很成熟，制作成本較低，可以達到很高的穩(wěn)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.且輸入電壓范圍要求高；而開關電源是工作的高頻狀態(tài),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(fā)展的趨勢。

線性電源，可控硅電源，開關電源電路的簡單比較

關于電路結構，究竟是線性電源，可控硅電源還是開關電源，要看具體場合，合理采用。這三種電路，國際國內都大量使用，各有各的特點?？煽毓桦娫矗云鋸姶蟮妮敵龉β?，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(yōu)越而被廣泛應用。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，也被廣泛地應用在許多輸出電壓、輸出電流較為穩(wěn)定的場合。

審核編輯 黃昊宇