開關(guān)電源和模擬電源的區(qū)別
模擬電源:即變壓器電源,通過鐵芯、線圈來實現(xiàn),線圈的匝數(shù)決定了兩端的電壓比,鐵芯的作用是傳遞變化磁場,(我國)主線圈在50HZ頻率下產(chǎn)生了變化的磁場,這個變化的磁場通過鐵芯傳遞到副線圈,在副線圈里就產(chǎn)生了感應(yīng)電壓,于是變壓器就實現(xiàn)了電壓的轉(zhuǎn)變。
模擬電源的缺點:線圈、鐵芯本身是導(dǎo)體,那么它們在轉(zhuǎn)化電壓的過程中會由于自感電流而發(fā)熱(損耗),所以變壓器的效率很低,一般不會超過35%。
音響器材功放中變壓器的應(yīng)用:大功率功放需要變壓器提供更多的功率輸出,那么,只有通過線圈匝數(shù)的增加、鐵芯體積的增大來實現(xiàn),匝數(shù)和鐵芯體積的增加就會加重其損耗,所以,大功率功放的變壓器必須做的非常大,這樣就會導(dǎo)致:笨重,發(fā)熱量大。
開關(guān)電源:在電流進(jìn)入變壓器之前,通過晶體管的開關(guān)功能,將我們通常50HZ的電流頻率提升到數(shù)萬HZ,在這么高的頻率下,磁場變化頻率也達(dá)到幾萬HZ,那么,就可以減少線圈匝數(shù)、鐵芯體積獲得同樣的電壓轉(zhuǎn)化比,由于線圈匝數(shù)、鐵芯體積的減少,損耗大大降低,一般開關(guān)電源效率達(dá)到90%,而體積可以做的非常小,并且輸出穩(wěn)定,所以開關(guān)電源具有模擬電源難以達(dá)到的優(yōu)點。
(.開關(guān)電源也有自己的不足,如輸出電壓有紋波及開關(guān)噪聲,線性電源是沒有的)
音響器材-功放中開關(guān)電源的應(yīng)用:開關(guān)電源的描述過程中已經(jīng)表明開關(guān)電源的優(yōu)勢,所以即使是大功率功放,開關(guān)電源一樣可以做的很精細(xì)、小巧,目前國內(nèi)的數(shù)字功放以深圳崔帕斯數(shù)字音響設(shè)備公司的數(shù)字功放最為領(lǐng)先,他們目前已經(jīng)發(fā)展到T類純數(shù)字功放,并且下一代S類功放也在研發(fā)中了,具體請參看如下資料:
數(shù)字電源
在簡單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場合,模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢,因為其應(yīng)用的針對性可以通過硬件固化來實現(xiàn),而在可控因素較多、實時反應(yīng)速度更快、 需要多個模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中,數(shù)字電源則具有優(yōu)勢。此外,在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中,相對模擬電源,數(shù)字電源是通過軟件編程來實現(xiàn)多 方面的應(yīng)用,其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù),優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實時過電流保護(hù)與管理,它還可以減少外圍器件的數(shù)量。
在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中,相對模擬電源,數(shù)字電源是通過軟件編程來實現(xiàn)多方面的應(yīng)用,其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù),優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實時過電流保護(hù)與管理,它還可以減少外圍器件的數(shù)量。
數(shù)字電源有用DSP控制的,還有用MCU控制的。相對來講,DSP控制的電源采用數(shù)字濾波方式,較MCU控制的電源更能滿足復(fù)雜的電源需求、實時反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好。
數(shù)字電源有什麼好處它首先是可編程的,比如通訊、檢測、遙測等所有功能都可用軟件編程實現(xiàn)。另外,數(shù)字電源具有高性能和高可靠性,非常靈活。
干擾:單片機(jī)中數(shù)字和模擬之間,因為數(shù)字信號是頻譜很寬的脈沖信號,因此主要是數(shù)字部分對模擬部分的干擾很強(qiáng);不僅一般都采用數(shù)字電源和模擬電源分開、二者之間用濾波器連接,在一些要求較高的場合,例如某些單片機(jī)內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時,常常要讓數(shù)字部分進(jìn)入休眠狀態(tài),絕大部分?jǐn)?shù)字邏輯停止工作,以防止它們對模擬部分形成干擾。 如果干擾嚴(yán)重,甚至可以分別用兩個電源,一般用電感和電容隔離就行了. 也可以將整個板子上數(shù)字和模擬部分的電源分別聯(lián)在一起,用分別的通路直接接到電源濾波電容的焊點上. 如果對抗干擾要求不高,也可以隨便接在一起.
(1)如果不使用芯片的A/D或者D/A功能,可以不區(qū)分?jǐn)?shù)字電源和模擬電源。
(2)如果使用了A/D或者D/A,還需考慮參考電源設(shè)計。
什么是開關(guān)電源?所謂開關(guān)電源,故名思議,就是這里有一扇門,一開門電源就通過,一關(guān)門電源就停止通過,那么什么是門呢,開關(guān)電源里有的采用可控硅,有的采用開關(guān)管,這兩個元器件性能差不多,都是靠基極、(開關(guān)管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號來完成導(dǎo)通和截止的,脈沖信號正半周到來,控制極上電壓升高,開關(guān)管或可控硅就導(dǎo)通,由220V整流、濾波后輸出的300V電壓就導(dǎo)通,通過開關(guān)變壓器傳到次級,再通過變壓比將電壓升高或降低,供各個電路工作。振蕩脈沖負(fù)半周到來,電源調(diào)整管的基極、或可控硅的控制極電壓低于原來的設(shè)置電壓,電源調(diào)整管截止,300V電源被關(guān)斷,開關(guān)變壓器次級沒電壓,這時各電路所需的工作電壓,就靠次級本路整流后的濾波電容放電來維持。待到下一個脈沖的周期正半周信號到來時,重復(fù)上一個過程。這個開關(guān)變壓器就叫高頻變壓器,因為他的工作頻率高于50HZ低頻。那么推動開關(guān)管或可控硅的脈沖如何獲得呢,這就需要有個振蕩電路產(chǎn)生,我們知道,晶體三極管有個特性,就是基極對發(fā)射極電壓是0.65-0.7V是放大狀態(tài),0.7V以上就是飽和導(dǎo)通狀態(tài), -0.1V- -0.3V就工作在振蕩狀態(tài),那么其工作點調(diào)好后,就靠較深的負(fù)反饋來產(chǎn)生負(fù)壓,使振蕩管起振,振蕩管的頻率由基極上的電容充放電的時間長短來決定,振蕩頻率高輸出脈沖幅度就大,反之就小,這就決定了電源調(diào)整管的輸出電壓的大小。那么變壓器次級輸出的工作電壓如何穩(wěn)壓呢,一般是在開關(guān)變壓器上,單繞一組線圈,在其上端獲得的電壓經(jīng)過整流濾波后,作為基準(zhǔn)電壓,然后通過光電耦合器,將這個基準(zhǔn)電壓返回振蕩管的基極,來調(diào)整震蕩頻率的高低,如果變壓器次級電壓升高,本取樣線圈輸出的電壓也升高,通過光電耦合器獲得的正反饋電壓也升高,這個電壓加到振蕩管基極上,就使振蕩頻率降低,起到了穩(wěn)定次級輸出電壓的穩(wěn)定,太細(xì)的工作情況就不必細(xì)講了,也沒必要了解的那么細(xì)的,這樣大功率的電壓由開關(guān)變壓器傳遞,并與后級隔開,返回的取樣電壓由光耦傳遞也與后級隔開,所以前級的市電電壓,是與后級分離的,這就叫冷板,是安全的,變壓器前的電源是獨立的,這就叫開關(guān)電源。
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