隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，且電子設(shè)備都離不開可靠的電源。而我們常見的電源產(chǎn)品基本上分為線性電源與開關(guān)電源兩大類。這兩類電源分別有什么特點呢？另外廣大工程師在設(shè)計電源方案時，應(yīng)該選用哪類電源呢？通過閱讀下文，可以輕松得到答案。

電源類型

首先我們來了解何為線性電源，何為開關(guān)電源；從字面意思可以理解為：使用線性穩(wěn)壓器制作的電源系統(tǒng)便是線性電源，使用開關(guān)穩(wěn)壓器制作的電源，便是開關(guān)電源。接下來我們介紹線性穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器。

線性穩(wěn)壓器

線性穩(wěn)壓器，是我們常說的 LDO，其傳輸器件工作在線性區(qū)，說白了就是電阻分壓，只能用于降壓變換，輸出電流幾乎等于輸入電流，當輸入輸出壓差大時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率較低。

開關(guān)穩(wěn)壓器

開關(guān)穩(wěn)壓器，利用功率管不斷的開啟與關(guān)斷，配合儲能元器件（電感、電容）來實現(xiàn)能量的傳輸與變換，實現(xiàn)電壓的變換。根據(jù)系統(tǒng)電路中器件的連接方式不同，可以實現(xiàn)直流升壓、降壓、負壓、升降壓等變換。理想狀態(tài)下，電感、電容不會有能量損耗，所以系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率相對較高。

選型依據(jù)

如何針對方案要求，正確的選取電源類型仍是有一定難度；接下來我們通過兩個事例來簡要說明。

事例 1.方案要求為輸入 12V，輸出 5V/2A。

前面提到，當輸入輸出壓差比較大時，線性電源由于其工作特性決定其轉(zhuǎn)換效率比較低；使用線性電源，其最大轉(zhuǎn)換效率為 5/12*100% = 41.67%，系統(tǒng)的整個損耗為（12-5）V*2A=14W ；而使用開關(guān)電源，其轉(zhuǎn)換效率至少在 90%以上，系統(tǒng)的輸入功率為 10W/0.9=11.1W，則損耗的功率為 11.1-10=1.1W。輸出同樣的功率，二者的損耗相差超過 12 倍，若使用線性電源，需要非常大的輔助散熱器件，顯然此方案選用開關(guān)電源最合適。

事例 2.方案要求為輸入 4.5V，輸出 3.3V/0.1A。

此方案，輸入輸出壓差低，輸出功率小，使用線性電源時其轉(zhuǎn)換效率在 3.3/4.5*100%=73.3%，系統(tǒng)的整個損耗為（4.5-3.3）V*0.1A=0.12W；使用開關(guān)電源效率會在 85%以上，損耗在 0.06W 左右。0.12W 的損耗是可以接受的，再考慮到開關(guān)電源系統(tǒng)成本高，系統(tǒng)復(fù)雜，此方案選用線性電源最合適。

總結(jié)

電源類型的選取，首先以性能為準則，性能滿足要求后，才會去考慮成本要求；下面總結(jié)一下線性電源與開關(guān)電源優(yōu)缺點。

線性電源優(yōu)點：輸出電壓純凈、紋波小、噪聲低、使用簡單；缺點：只能實現(xiàn)降壓輸出，且輸入輸出壓差大時，轉(zhuǎn)換效率低。

開關(guān)電源

優(yōu)點：效率高、體積小、功率密度大，可以實現(xiàn)多種電源變換；缺點：由于功率管開關(guān)和儲能器件的電磁變換，輸出電壓紋波和噪聲相對偏大，同時產(chǎn)生電磁騷擾，系統(tǒng)成本相對較高。

二者各有優(yōu)缺點，在低壓差，小功率場合可以優(yōu)選線性電源；在大壓差，高功率場合，選用開關(guān)電源較合適，對一些輸入輸出電壓差比較大，且對電源輸出電壓紋波敏感的場合，可以考慮先使用開關(guān)電源將輸入電壓適當降低，在配合LDO給后級提供純凈的電壓。