台式电源:线性与开关?

电器工程 电源
2022-01-03 01:55:20

我正在寻找一个不错的台式电源(150-300 美元),用于业余级电子设计和测试。我不想修改或使用计算机 ATX 电源,因为我想要:

  • 可调电压
  • 可调电流
  • 低噪音/纹波
  • 准确性
  • 1 或 2 个电压输出
  • 0-30VDC(不需要交流电)
  • 3-5A

当我查看各种制造商的耗材时,我发现了一些看起来不错的选择,但是我遇到了一个让我感到困惑的方面:线性还是开关?

我主要计划小型微控制器项目,但我也想做一些音频和射频项目。我担心开关电源可能有过多的噪音。这是一个有效的问题,还是高质量的开关电源足以满足清洁电池式电源的需求?

另外,我是否应该假设在其数据表上未指定线性/开关的电源是开关类型?

4个回答

获取满足您对电压、电流、读数、尺寸、价格等需求的任何东西。不要担心它是开关还是线性。

一般来说,线性的效率较低。然而,这对替补席供应无关紧要。与同等切换器相比,它偶尔会消耗的几瓦甚至几十瓦是无关紧要的。它会变得更热,但大概是因为您购买的是整个设计的盒子。除非您对这个盒子有一个非常具体的物理位置并且几乎没有通风空间,否则线性的额外热量不会没关系。

切换器的输出会有一些切换噪声。同样,这应该没关系。检查纹波规格,但任何成品盒商业实验室电源的纹波确实不应该那么高,最多只有几十 mV。

波纹到底有什么问题?在长凳环境中不多。诸如继电器、电机、LED 甚至偶尔的 LEB(发光灯泡)之类的东西都不会在意。但最重要的一点是,设计良好的电路应该对电源纹波具有相当的免疫力。如果您的电路无法处理几十 mV 的电源纹波,那么当它离开工作台时会做什么?在供应纹波可能很重要的少数情况下,您应该养成添加适当滤波器的习惯。例如,要为麦克风前置放大器的敏感输入电路的运算放大器供电,请串联一个铁氧体片式电感器,然后将一个 10 µF 电容接地,为运算放大器的电源引脚供电。其他地方可能也需要一些过滤,但无论如何你都应该这样做。再次以麦克风放大器为例,无论原始电源是否完全干净,最后一级都可能会消耗足够的功率,从而在您的本地电源上产生自己的“涟漪”。这只是正常的设计实践。

所以这一切都是一个很长的说法,不要担心。甚至还有混合类型,其中切换器使用线性后置稳压器完成大部分工作,该后置稳压器仅下降半伏左右以清除噪声或让您很好地降低到低电流和电压(有些切换器很难时间)。不过,您再次购买的是整个盒子。看看它作为黑匣子的作用,不要担心所有规格是如何完成的。

与开关电源相比,线性电源的效率较低,并且会以热量的形式浪费更多的电能。这也导致开关电源能够为电源设计的给定冷却布置提供更高的电流,无论是无源冷却、风扇冷却还是更奇特的东西。

精心设计的开关模式台式电源不应具有比线性电源更高的纹波或噪声。在工作台电源的负载规格内运行时,输出电压质量不应成为问题。

鉴于线性电源使用比开关电源更简单的电子设计原理,但另一方面具有更重的冷却需求,假设未指定的台式电源是一种类型或另一种类型是不合理的,最好联系制造商选项。

符合您规格的实验室用品在工业中非常常用,应该很容易找到。HP/Agilent、BK Precision、GW Instek 和许多其他公司都生产优质的工作台耗材。

纯线性电源会很大,但会是最安静的解决方案。具有良好线性后调节(线性级将消除开关噪声并负责电压和电流调节)的切换器几乎一样好,并且对于绝大多数工作台工作来说肯定是足够的。

我使用过的大多数台式电源都属于这两种类型,实际上它们都产生的直流电比许多电源设计中使用的典型反激式转换器内务电源更清洁。你应该没事。

纯切换器,即使输出可调,也不是此类工作的最佳选择。如果您尝试将电压调整得非常低,您将不会获得非常干净的输出(您甚至可能进入具有大于预期输出纹波的循环跳跃模式)。

我担心开关电源可能有过多的噪音。这是一个有效的问题,还是高质量的开关电源足以满足清洁电池式电源的需求?

您是对的,与开关电源相比,线性电源的纹波和噪声应该更小。此外,开关电源在响应负载的快速变化方面通常较慢。然而,开关电源效率更高,重量更轻,产生的热量更少。您可能不关心的所有这些好处。

因此,归根结底,以您提到的价格,我认为您找不到好的开关电源(我可能弄错了),但是您可以获得相当下降的线性电源。我认为这个价格范围内的开关电源质量会相当差。

我主要计划小型微控制器项目,但我也想做一些音频和射频项目。

如果可能,请远离高电流(5 安或更大)的电源,您很可能不需要任何接近这么大电流的电源,而且它们通常更便宜,更适合不知情的买家。我推荐的另一件事是,因为您可能正在从事需要多个电压的项目,所以获得双电压电源。我有几个,它们真的派上用场了。前几天刚买,感觉还可以。

我应该假设在其数据表上未指定线性/开关的电源是开关类型吗?

我会假设线性。

这是一个廉价电源的视频评论,您的电子管上也有很多其他好的评论。

此外,线性电源可能会更可靠,如果它确实坏了,你更有可能自己修复它。