VDC输出電(diàn)源：类型和应用(yòng)

2020-07-07

节约和高效生产能(néng)源而消耗的世界中，VDC输出電(diàn)源仍然是当今使用(yòng)最广泛的電(diàn)源。几乎所有(yǒu)的電(diàn)子设备和产品都使用(yòng)直流（DC）。这意味着几乎所有(yǒu)以交流電(diàn)（AC）形式流过您的電(diàn)源線(xiàn)和壁式插座的電(diàn)能(néng)都必须变成消耗性方式。

当今使用(yòng)的各种電(diàn)路都依赖于DC源，例如DC-DC转换器，VDC输出電(diàn)源，壁式電(diàn)源适配器和AC-DC转换器。

VDC输出電(diàn)源

在大多(duō)数情况下，VDC输出電(diàn)源是一个简单的AC-DC转换器，其電(diàn)源電(diàn)压為(wèi)110或220 VAC，并将其转换為(wèi)3V，5V，9V，12V或24 VDC。这些VDC输出電(diàn)源具有(yǒu)多(duō)种尺寸，配置和输出電(diàn)压電(diàn)平，包括固定或可(kě)变電(diàn)压。

在電(diàn)子领域，DC以恒定的速率沿连续方向流动。对于在可(kě)变交流電(diàn)压下无法正常工作的设备，这些类型的输出電(diàn)源是必需的。最好的例子之一就是台式机和筆(bǐ)记本電(diàn)脑中的主板。

这些台式机VDC输出電(diàn)源可(kě)提供3.3、5和12伏的DC，以满足台式机系统的各种需求。但是，由于所有(yǒu)VDC输出電(diàn)源都不相等，因此在為(wèi)各种类型的应用(yòng)设计PCB时需要考虑。

VDC输出電(diàn)源类型

VDC電(diàn)源的两种常规类型是線(xiàn)性和开关模式。尽管它们都提供VDC功率输出，但是它们使用(yòng)不同的方法来这样做，并且它们各有(yǒu)优缺点。因此，让我们更仔细地研究这两种技术，并强调是什么使它们在您的设计中或多(duō)或少地具有(yǒu)优势。

就功能(néng)而言，線(xiàn)性電(diàn)源传导電(diàn)流，而开关電(diàn)源将直流電(diàn)转换為(wèi)开关信号。在开关模式VDC電(diàn)源中，整流器产生DC输出電(diàn)压。关于实际尺寸，線(xiàn)性VDC電(diàn)源通常较大且较重，这可(kě)能(néng)会限制其实际应用(yòng)。

每种类型处理(lǐ)EMI，功率调节和功率处理(lǐ)的方式也有(yǒu)所不同。在電(diàn)子领域，我们继续看到一些利用(yòng)線(xiàn)性VDC電(diàn)源的设计。但是，大多(duō)数仍然使用(yòng)开关模式类型。

交流至直流電(diàn)逆变器盒提供典型的VDC输出電(diàn)源功能(néng)

开关電(diàn)源

开关電(diàn)源（SMPS）是一种利用(yòng)功率半导體(tǐ)通过高频率连续断开和接通来转换和调节能(néng)量的设备。由于其作為(wèi)动力源的效率和有(yǒu)效性，它被广泛用(yòng)于各种应用(yòng)中。考虑到電(diàn)子设备尺寸的不断减小(xiǎo)以及对所有(yǒu)便携式产品的需求，这特别有(yǒu)益。

与線(xiàn)性VDC输出電(diàn)源相比，SMPS的优势包括體(tǐ)积更小(xiǎo)，重量更轻，成本效益和效率更高，整體(tǐ)性能(néng)更好。

SMPS有(yǒu)四种类型：

DC-DC转换器

正向转换器

反激转换器

自激式反激转换器

开关稳压器在SMPS中提供调节。串联开关元件可(kě)断开和接通通向平滑電(diàn)容器的電(diàn)流。反过来，電(diàn)容器上的電(diàn)压控制串联元件的接通时间。它通过電(diàn)容器的连续开关来维持应用(yòng)所需的電(diàn)压電(diàn)平。

線(xiàn)性VDC输出電(diàn)源

通过设计，線(xiàn)性電(diàn)源因為(wèi)不受高频切换的影响，因此最适合于低噪声应用(yòng)。它们用(yòng)于要求出色的调节，低纹波，低電(diàn)磁辐射以及出色的瞬态响应的应用(yòng)中。線(xiàn)性電(diàn)源只会降低其输入電(diàn)压以提供较低的输出電(diàn)压。

在设计方面，線(xiàn)性電(diàn)源在使用(yòng)一系列整流器電(diàn)路和滤波器以提供非常干净的直流電(diàn)压之前，通常会利用(yòng)大型变压器将交流電(diàn)源的電(diàn)压降低至更低的交流電(diàn)压。線(xiàn)性電(diàn)源的缺点是其尺寸，重量和效率较低。

我们通常会找到用(yòng)于医疗设备，通信设备，低噪声放大器，传感器和模数转换器的線(xiàn)性電(diàn)源。

電(diàn)源类型的总體(tǐ)优缺点

与線(xiàn)性電(diàn)源相比，开关電(diàn)源的尺寸可(kě)小(xiǎo)多(duō)达80％，重量更轻。但是，SMPS会产生高频噪声，从而干扰敏感的電(diàn)子设备。SMPS还可(kě)以在10到20 ms的时间内承受少量交流電(diàn)源损耗，而不会影响其输出。

由于線(xiàn)性電(diàn)源利用(yòng)较大的半导體(tǐ)器件来调节其输出電(diàn)压，因此它会产生更多(duō)的热量，因此效率较低。熵的功率损失转化為(wèi)其電(diàn)压输出的效率约為(wèi)60％，而SMPS的效率通常约為(wèi)80％。

关于瞬态响应时间，線(xiàn)性電(diàn)源的速度比SMPS快100倍，这在特定应用(yòng)中很(hěn)关键。

在当今的電(diàn)子领域，SMPS具有(yǒu)许多(duō)优势，包括它们的成本效益，更小(xiǎo)的尺寸，更轻的重量以及更高的效率。所有(yǒu)这些优点与当今对便携性的更高需求以及几乎所有(yǒu)電(diàn)子设备的日益小(xiǎo)型化相关。但是，您使用(yòng)的VDC输出電(diàn)源的类型取决于系统的总體(tǐ)要求及其应用(yòng)。 

总之，SMPS更适合于便携式设备，而線(xiàn)性電(diàn)源最适合于敏感的模拟電(diàn)路。