开关电源和变压器的区别是什么？

Release time：2025-04-18
author：AMEYA360
source：网络
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　　开关电源和变压器的区别

　　开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类;按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类：一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器;另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器。开关电源具有过流、过热、短路等保护功能，电压输入范围宽，输入输出间隔离电压，隔离式的输入输出间隔离电压高。

　　变压器就是一种利用电磁感应的原理来变换电压，电流和阻抗的器件。变压器的主要应用于交变电路回路。

开关电源和变压器的区别是什么？

　　什么是开关电源

　　开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。

　　开关电源的优缺点

　　优点：

　　1、效率较高，体积小。由于开关电源的电压控制是利用功率半导体器件的饱和区通过调整它的开通时间或频率达到的，所以就不存在铁损和铜损，元器件的损耗可以忽略不计，比较变压器而言效率较高;由于它只有元器件和电路板，因而体积就会很小，重量也较轻。

　　2、电压输入范围宽。一般可达到160V-270之间。

　　缺点：

　　1、开关电源看着小巧，功率和磁心变压器以及控制方式有关，电磁干扰大，纹波系数大。尤其有音频、视频的范畴内，对电磁干扰非常敏感，在音频表现为音色不纯厚，可能会有丝丝声;在视频表现为，图像可能会有细小的纹波，不细腻。

　　2、设计复杂，维护维修不方便。往往越是复杂的设备出现的问题的可能性就越大，而且开关电源一旦出现问题，一般非专业人士是维修不了的，找别人维修，费用又太高，还不如废弃掉。

　　3、体积小是开关电源的优点，但设计不好就成为它的缺点了。为了追求更小，一大把元器件挤在一个小壳子里，散热不好，还会出现外壳变形的现象。

　　4、开关电源的元器件在选择上也不是很规范。国家有关质检部门检验市场上的开关电源发现，有过半数的不合格，这其中还包括进口开关电源。

　　5、最大的一点就是抗雷击能力非常低。在监控系统中，遭遇雷击的可能也非常大，主要表现为从电源串入，直接雷击的可能性非常小。一旦220V的电压突然变高，开关电源在瞬间就被烧毁。前段时间的一个监控系统中，在一个雷过后，监控总闸跳了，再合上闸后，大部分摄像机还正常工作，一部分监视器显示无视频信号。经检查发现，无视频信号的全部都是开关电源(施工时有的地方安装不方便，就用了开关电源)，最后又在摄像机杆上安装上了电源箱，换上了变压器电源。

　　什么是变压器

　　变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。电路符号常用T当作编号的开头。例：T01, T201等。

　　变压器的优缺点

　　优点：

　　1、线性的看着笨重，功率完全取决于变压器和调整管，效率虽低但是不会引入额外的干扰，也就是说电磁干扰小，纹波系数很低，可忽略不计。对于监控来说，没有比这个优点还要好的了，图像质量的好坏与电源的关系非常大。尤其对于小幅值的模拟信号(音频源和视频源等)对电源的要求非常高，所以一些发烧音响中的电源都采用变压器而不用开关电源。

　　2、稳压率高、设计简单，维修维护非常方便，出现故障，稍懂电子的技术人员就能维修，维修成本比开关电源少得多。

　　3、抗雷击性能好。由于变压器的结构是两个线圈和铁芯，加在线圈两端的电压不能突变，故对瞬间的高压有很强的抑制性。所以在一次雷击事故中，变压器的电源存活了下来，而开关电源无一例外的烧毁了。

　　缺点：

　　1、效率低。由于变压器是一个“电——磁——电”的转换过程，避免不了存在铁损和铜损，效率低。

　　2、输入范围窄。一般只有200V—240V之间吧，小于这个范围，输出电压不够，大于这个范围，变压器可能就会烧毁。这个电压范围绝大多数的场合是够用的，不必去过多的考虑。再者变压器体积较开关电源大，笨重。


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开关电源中特殊元件的类型和用途
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开关电源中特殊元件的类型和用途

　　开关电源中特殊元件的类型和用途：　　一、特种二极管：　　1)快恢复二极管(FRD)：反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降为0.6V~1V，正向电流为几安培至几千安培，反向峰值电压可达几百伏特至几千伏特。可用作开关电源中的输出整流管、一次侧钳位保护电路的阻塞二极管。　　2)超快恢复二极管(SRD)：在快恢复二极管基础上发展而成，其反向恢复电荷进一步减小，反向恢复时间可低至几十纳秒。可用作开关电源适配器输出整流管、阻塞二极管、反馈电路中的整流管。　　3)肖特基二极管(SBD)：全称为肖特基势垒二极管，它属于低电压、低功耗、大电流、超高速半导体功率器件。其反向恢复时间可小到几纳秒，正向导通压降仅为0.4V左右，整流电流可达几十至几百安培。特别适合做开关电源充电器低压输出电路中的整流二极管、续流二极管。　　4)瞬态电压抑制二极管(TVS)：亦称瞬态电压抑制器，其响应速度极快、钳位电压稳定，是一种新型过电压保护器件。可用来保护开关电源PWM集成电路、MOS功率器件以及其他对电压敏感的半导体器件。　　5)双向触发二极管(DIAC)：亦称二端交流器件，常与晶闸管配套使用，构成开关电源变压器输出过电压保护电路。　　二、特种电阻器：　　1)熔断电阻器(FR)：亦称保险电阻器或可熔断电阻器，它兼有电阻器和熔断器的功能，熔断电流从几十毫安到几十安培，熔断时间为几秒至几十秒。　　2)自恢复熔丝管(RF)：亦称自恢复保险丝，具有可自动复原的性能，可反复使用，不需要维修更换。　　3)软启动电阻：属于负温度系数热敏电阻(NTCR),其特点是标称阻值低(仅为1Ω~47Ω)、额定功率高(10~500W)、工作电流大(1~10A),适合作开关电源适配器的启动保护元件。　　4)压敏电阻器(VSR)：工作电压范围宽(6V~3000V,分若干档)，对过电压脉冲响应速度快(几纳秒至几十纳秒)，耐冲击电流的能力很强(可达100A~20Ka),漏电流小(低于几微安至几十微安)，电阻温度系数低(小于0.05%/℃)，价格低廉。可构成开关电源适配器的过电压保护电路、防雷击保护电路、消除火花电路、浪涌电压吸收回路等。　　5)数字电位器(DCP)：与可调式开关稳压器配套使用，构成可编程开关稳压器。　　三、晶闸管：　　1)单向晶闸管(SCR)：与双向触发二极管配套使用，构成开关电源适配器的电压保护电路。　　2)双向晶闸管(TRIAC)：可构成开关电源交流输入侧的过电压保护电路。　　四、其他　　1)光耦合器：线性光耦合器的电流传输比(CTR)与直流输入电流(If)的特性曲线具有良好的线性度。在传输小信号时，能使输出与输入呈线性关系，适合构成精密开关电源中的光耦反馈电路，并实现二次侧与一次侧的隔离。　　2)滤波器：亦称EMI滤波器，它属于双向射频滤波器。一方面能滤除从交流线引入的外部电磁干扰;另一方面还可避免开关电源适配器向外部发出噪声干扰，能显著提高开关电源适配器的抗干扰能力，并使开关电源符合电磁兼容性(EMC)标准。　　3)可调式精密并联稳压器：例如XX431，可广泛用于精密开关电源适配器、充电器中，还能构成电压比较器、电源电压监视器、延时电路、精密恒流源等。　　4)磁珠：有管状、片状磁珠及磁珠阵列，能抑制开关电源适配器、充电器的开关噪声和尖峰干扰。
2026-02-03 16:46 reading：215
如何抑制开关电源产生的电磁干扰？常见的EMC/EMI问题和解决方案分享
行业新闻

如何抑制开关电源产生的电磁干扰？常见的EMC/EMI问题和解决方案分享

　　开关电源在运行过程中常常会产生电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，可能对周围的电子设备、通信系统及无线网络造成负面影响。因此，有效抑制开关电源产生的电磁干扰对电子产品设计非常重要。本文将探讨如何抑制开关电源产生的电磁干扰，以及常见的电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)和电磁干扰(EMI)问题及相应的解决方案。　　01抑制开关电源电磁干扰的方法　　1.1 滤波器　　输入滤波器：在开关电源输入端添加滤波器，可以有效地滤除高频噪声，减少电磁辐射。　　输出滤波器：在输出端加入滤波器，可以降低输出端的电磁干扰，保证输出电压的纹波度。　　1.2 地线设计　　良好接地：确保设备的各个部分有良好的接地，减少地回路导致的辐射和传导干扰。　　1.3 屏蔽技术　　屏蔽罩：采用金属屏蔽罩覆盖开关电源模块，阻隔电磁波的辐射，减少外界干扰。　　1.4 布线设计　　合理布线：合理设计信号线和电源线的走向和距离，减少互相干扰。　　02常见的EMC/EMI问题与解决方案　　2.1 互相干扰　　问题：不同电路之间由于电磁耦合引起相互干扰。　　解决方案：合理隔离信号线和电源线，避免过近布线;采用屏蔽罩等技术隔离电路。　　2.2 辐射干扰　　问题：开关电源工作时产生的高频电磁波辐射影响周围设备。　　解决方案：添加滤波器、使用屏蔽罩、优化地线设计等方式减少辐射。　　2.3 传导干扰　　问题：开关电源通过电源线传导干扰到其他设备。　　解决方案：优化电源线的布局，增加滤波器，确保接地良好。　　2.4 选择合适元件　　问题：使用不合适的元件可能导致电磁干扰问题。　　解决方案：选择符合EMC标准的元件，如滤波电容、电感等，以降低干扰。　　为了验证设备的电磁兼容性，通常需要进行EMC测试并获得认证。主要的EMC测试包括辐射测试和传导测试，以确保设备符合相关的国际或行业标准。　　在当今电子产品日益普及的背景下，抑制开关电源产生的电磁干扰显著重重要。有效的EMI抑制不仅可以提高产品的性能和可靠性，还可以避免对周围环境和其他设备造成干扰。通过采取合适的措施，如滤波器、良好的接地设计、屏蔽技术和合理的布线规划，可以有效减少开关电源产生的电磁干扰。
2025-12-29 15:22 reading：405
如何为开关电源（如Buck电路）计算和选择合适的电感、电容
行业新闻

如何为开关电源（如Buck电路）计算和选择合适的电感、电容

　　在电子系统中，开关电源是一种常见的电源转换器，用于将输入电压转换为所需输出电压。在开关电源设计中，合适的电感和电容的选择非常重要。本文将深入探讨如何计算和选择开关电源(如Buck电路)中的电感和电容，以实现良好的性能和稳定性。　　1. 什么是Buck电路?　　Buck电路是一种常见的降压型开关电源电路，通过调节开关管的通断来实现输入电压向下转换为输出电压。在Buck电路中，电感和电容是关键元件，用于滤波、储能和稳定电压输出。　　2. 如何选择合适的电感?　　2.1 电感的作用　　电感在Buck电路中起着平滑输出电流、储存能量和限制电流波动等重要作用。正确选择电感可以提高转换效率和减小输出波纹电流。　　2.2 电感选取方法　　计算工作电流范围：根据负载电流和开关频率确定工作电流范围。　　计算感应电压：根据电感公式和最大负载电流计算感应电压。　　选择合适的电感值：结合电感公式和典型值，选择能够支持所需电流且具备合适感应电压的电感。　　3. 如何选择合适的输出电容?　　3.1 输出电容的功能　　输出电容在Buck电路中用于储存能量、减小输出电压波纹并提供稳定输出电压。　　3.2 电容选取方法　　计算输出电压波纹：根据负载电流变化和输出电压要求，计算所需的输出电压波纹。　　根据电容公式选择：结合输出电压波纹要求和开关频率，选择合适容值的输出电容。　　4. 常见问题与解决方案　　4.1 输出电压波动大　　解决方案：增加输出电容容值或更换更低ESR(等效串联电阻)的电解电容。　　4.2 效率低或温升过高　　解决方案：重新计算电感值，优化布局，降低开关损耗，或选择功率损耗更小的电感和电容。　　在设计Buck电路时，正确计算和选择电感和电容可以帮助提高转换效率、稳定性和输出质量。设计人员需要综合考虑工作条件、输出要求和性能指标，结合理论计算和实际经验，选取适合的电感和电容，以确保开关电源系统的稳定可靠运行。
2025-12-24 11:49 reading：442
如何调试和解决开关电源的“启动失败”问题（尤其是重载或容性负载下）
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如何调试和解决开关电源的“启动失败”问题（尤其是重载或容性负载下）

　　在开关电源系统中，“启动失败”是一种常见且令人烦恼的问题，特别是在重载或容性负载条件下。这种情况可能导致电源无法正常启动或持续工作，严重影响整个系统的稳定性和可靠性。本文将探讨如何调试和解决开关电源启动失败问题，特别是在面对重载或容性负载时。　　1. 开关电源启动失败的原因　　1.1 过载保护　　在重载情况下，开关电源可能会触发过载保护机制，导致启动失败以保护电路和元件不受损坏。　　1.2 容性负载　　当开关电源连接到容性负载(如大容值的电容)时，电源启动时需要克服电容的充电电流峰值，可能导致启动困难或失败。　　1.3 其他原因　　电压波动、短路、过压、过温等因素也可能导致开关电源启动失败。　　2. 调试步骤　　2.1 检查输出　　首先检查开关电源输出是否有电压输出。若没有输出，可能是电源模块故障或输入电压异常导致启动失败。　　2.2 检查负载情况　　确认负载状态，尤其是是否处于重载或连接容性负载的情况，这些情况可能导致启动失败。　　2.3 检查保护装置　　检查过载保护、短路保护等功能是否触发，导致电源无法正常启动。重置保护功能后再次尝试启动。　　2.4 观察启动过程　　观察启动过程中开关电源的工作状态、指示灯等，判断是否出现异常情况。　　3. 解决方法　　3.1 提高启动电流能力　　对于容性负载情况，可以通过提高开关电源的启动电流能力来应对启动失败问题。选择具备更大启动电流能力的电源模块或升级电源设备。　　3.2 添加软启动电路　　在设计中添加软启动电路，逐渐增加输出电压并减小上升时间，有助于降低启动时的冲击电流，避免启动失败。　　3.3 调整保护参数　　对于过载保护等保护参数，可以适当调整参数设置，延迟保护动作时间或提高保护阈值，以确保在合理范围内对异常负载做出响应。　　3.4 优化电路布局　　优化电路布局，减小信号线长度、降低回流路径电感等措施，有助于减少启动时的干扰和电磁辐射，提高启动成功率。　　4. 注意事项　　在调试和解决开关电源启动失败问题时，务必注意安全，避免直接接触高压部分。　　可以使用专业的测试设备(如示波器、多用表)进行测量和诊断，以便更准确地确定问题所在。
2025-12-24 11:46 reading：441
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