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技術(shù)專題
VDC輸出電源：類型和應(yīng)用
節(jié)約和高效生產(chǎn)能源而消耗的世界中，VDC輸出電源仍然是當(dāng)今使用最廣泛的電源。幾乎所有的電子設(shè)備和產(chǎn)品都使用直流（DC）。這意味著幾乎所有以交流電（AC）形式流過您的電源線和壁式插座的電能都必須變成消耗性方式。
當(dāng)今使用的各種電路都依賴于DC源，例如DC-DC轉(zhuǎn)換器，VDC輸出電源，壁式電源適配器和AC-DC轉(zhuǎn)換器。
VDC輸出電源
在大多數(shù)情況下，VDC輸出電源是一個(gè)簡(jiǎn)單的AC-DC轉(zhuǎn)換器，其電源電壓為110或220 VAC，并將其轉(zhuǎn)換為3V，5V，9V，12V或24 VDC。這些VDC輸出電源具有多種尺寸，配置和輸出電壓電平，包括固定或可變電壓。
在電子領(lǐng)域，DC以恒定的速率沿連續(xù)方向流動(dòng)。對(duì)于在可變交流電壓下無法正常工作的設(shè)備，這些類型的輸出電源是必需的。最好的例子之一就是臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦中的主板。
這些臺(tái)式機(jī)VDC輸出電源可提供3.3、5和12伏的DC，以滿足臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)的各種需求。但是，由于所有VDC輸出電源都不相等，因此在為各種類型的應(yīng)用設(shè)計(jì)PCB時(shí)需要考慮。
VDC輸出電源類型
VDC電源的兩種常規(guī)類型是線性和開關(guān)模式。盡管它們都提供VDC功率輸出，但是它們使用不同的方法來這樣做，并且它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此，讓我們更仔細(xì)地研究這兩種技術(shù)，并強(qiáng)調(diào)是什么使它們?cè)谀脑O(shè)計(jì)中或多或少地具有優(yōu)勢(shì)。
就功能而言，線性電源傳導(dǎo)電流，而開關(guān)電源將直流電轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號(hào)。在開關(guān)模式VDC電源中，整流器產(chǎn)生DC輸出電壓。關(guān)于實(shí)際尺寸，線性VDC電源通常較大且較重，這可能會(huì)限制其實(shí)際應(yīng)用。
每種類型處理EMI，功率調(diào)節(jié)和功率處理的方式也有所不同。在電子領(lǐng)域，我們繼續(xù)看到一些利用線性VDC電源的設(shè)計(jì)。但是，大多數(shù)仍然使用開關(guān)模式類型。
交流至直流電逆變器盒提供典型的VDC輸出電源功能
開關(guān)電源
開關(guān)電源（SMPS）是一種利用功率半導(dǎo)體通過高頻率連續(xù)斷開和接通來轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)能量的設(shè)備。由于其作為動(dòng)力源的效率和有效性，它被廣泛用于各種應(yīng)用中。考慮到電子設(shè)備尺寸的不斷減小以及對(duì)所有便攜式產(chǎn)品的需求，這特別有益。
與線性VDC輸出電源相比，SMPS的優(yōu)勢(shì)包括體積更小，重量更輕，成本效益和效率更高，整體性能更好。
SMPS有四種類型：
DC-DC轉(zhuǎn)換器
正向轉(zhuǎn)換器
反激轉(zhuǎn)換器
自激式反激轉(zhuǎn)換器
開關(guān)穩(wěn)壓器在SMPS中提供調(diào)節(jié)。串聯(lián)開關(guān)元件可斷開和接通通向平滑電容器的電流。反過來，電容器上的電壓控制串聯(lián)元件的接通時(shí)間。它通過電容器的連續(xù)開關(guān)來維持應(yīng)用所需的電壓電平。
線性VDC輸出電源
通過設(shè)計(jì)，線性電源因?yàn)椴皇芨哳l切換的影響，因此最適合于低噪聲應(yīng)用。它們用于要求出色的調(diào)節(jié)，低紋波，低電磁輻射以及出色的瞬態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用中。線性電源只會(huì)降低其輸入電壓以提供較低的輸出電壓。
在設(shè)計(jì)方面，線性電源在使用一系列整流器電路和濾波器以提供非常干凈的直流電壓之前，通常會(huì)利用大型變壓器將交流電源的電壓降低至更低的交流電壓。線性電源的缺點(diǎn)是其尺寸，重量和效率較低。
我們通常會(huì)找到用于醫(yī)療設(shè)備，通信設(shè)備，低噪聲放大器，傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性電源。
電源類型的總體優(yōu)缺點(diǎn)
與線性電源相比，開關(guān)電源的尺寸可小多達(dá)80％，重量更輕。但是，SMPS會(huì)產(chǎn)生高頻噪聲，從而干擾敏感的電子設(shè)備。SMPS還可以在10到20 ms的時(shí)間內(nèi)承受少量交流電源損耗，而不會(huì)影響其輸出。
由于線性電源利用較大的半導(dǎo)體器件來調(diào)節(jié)其輸出電壓，因此它會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，因此效率較低。熵的功率損失轉(zhuǎn)化為其電壓輸出的效率約為60％，而SMPS的效率通常約為80％。
關(guān)于瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，線性電源的速度比SMPS快100倍，這在特定應(yīng)用中很關(guān)鍵。
在當(dāng)今的電子領(lǐng)域，SMPS具有許多優(yōu)勢(shì)，包括它們的成本效益，更小的尺寸，更輕的重量以及更高的效率。所有這些優(yōu)點(diǎn)與當(dāng)今對(duì)便攜性的更高需求以及幾乎所有電子設(shè)備的日益小型化相關(guān)。但是，您使用的VDC輸出電源的類型取決于系統(tǒng)的總體要求及其應(yīng)用。
總之，SMPS更適合于便攜式設(shè)備，而線性電源最適合于敏感的模擬電路。