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技术专题
电路设计VDC输出电源的作用
随着我们设备的不断发展，我们对更有效的供电方式的要求也在不断提高。由于便携性几乎是每个设备功能列表的顶部，因此我们在如此众多的应用中发现直流电压是可以理解的。几乎所有的电子设备和产品都使用直流（DC），这使得VDC输出电源得到最广泛的应用。依赖于DC的各种电路中的一些包括AC-DC转换器，DC-DC转换器，壁式电源适配器，当然还有VDC输出电源。
VDC是指直流电压，它可以来自电池或将AC（交流电）转换为DC的电源。顾名思义，直流电始终沿一个方向流动，我们通常通过导体（电线）供电。DC最明显的优势是它的稳定性。
该特性非常适合许多没有DC稳定性就无法实现功能的应用。总之，例如，许多设备（例如PC）无法直接利用交流电准确运行。
尽管地球上大多数地方的电网都使用交流电，但消费类电子设备却没有（至少不是直接使用）。这是为什么VDC输出电源至关重要的主要示例。
VDC输出电源
通常，VDC输出电源是一个简单的AC-DC转换器，其电源电压为110或220 VAC，并将其转换为3V，5V，9V，12V或24 VDC。总体而言，这些VDC输出电源具有多种配置，尺寸和输出级别。
如您所知，直流以恒定的速率连续流动。对于无法在AC可变电压下正常运行的设备，必须使用这种类型的输出电源。最好的例子之一就是台式机和笔记本电脑以及其他敏感电子设备中的主板。
尽管典型的台式VDC输出电源将提供3.3、5和12伏的DC以满足PC系统的各种需求，但并非所有VDC输出电源都是等效的。请牢记这一点，在根据功耗要求设计PCB时必须仔细考虑。
VDC输出电源类型
VDC电源共有两种类型：线性和开关模式。尽管它们都提供VDC电源输出，但它们在此过程中采用了不同的方法。就应用而言，它们各有优缺点。
在功能上，线性电源传导电流，而开关电源将DC转换为开关信号。在开关模式VDC电源中，整流器产生DC输出电压。关于尺寸，线性VDC电源通常更大且更重。这些尺寸的差异通常会决定哪种最适合您的特定设计。
每种类型处理EMI，功率调节以及功率处理的方式也有所不同。在电子领域，您会遇到一些使用线性VDC电源的设计，但是，大多数设计仍使用开关模式。
开关电源
开关电源（SMPS）由于其作为电源的效率和有效性而被广泛用于各种应用中。SMPS的优势包括：
较小的尺寸
重量轻
更具成本效益
更高效
性能优于线性VDC输出电源
考虑到电子设备尺寸的不断减小以及对便携性的日益增长的需求，可以理解为什么它们被最广泛地使用。总体而言，SMPS是一种利用功率半导体通过高速率连续关闭和开启来转换和调节能量的设备。
SMPS中的调节通过开关调节器完成。同样，一个串联开关元件可断开和接通通向平滑电容器的电流。进而，电容器上的电压控制串联元件的接通时间。最后，它通过电容器的连续开关来维持应用所需的电压电平。
开关电源的类型：
正向转换器
自激式反激转换器
反激转换器
直流到直流转换器
线性VDC输出电源
特征在于，线性电源不受SMPS的高频切换的影响，因此更适合于低噪声应用。它们用于需要出色调节，低纹波，低电磁辐射和出色瞬态响应的应用中。就功能而言，线性电源只会降低其输入电压以提供较低的输出电压。
通过设计，线性电源在使用一系列整流器电路和滤波器以提供非常干净的直流电压之前，会利用大型变压器将交流电源的电压降低至更低的交流电压。但是，请记住，线性电源与SMPS的权衡或缺点包括：
较大的尺寸
体重增加
降低效率分析ÿ
通常，我们发现线性电源用于医疗设备，通信设备，低噪声放大器，传感器和模数转换器。
电源类型的总体优缺点
开关电源的尺寸可以比线性电源小80％，重量也要轻得多。需要权衡的是，SMPS会产生高频噪声，该噪声会干扰敏感的电子设备。但是，SMPS可以承受10至20毫秒的交流电损失，而不会中断其输出。
由于线性电源利用较大的半导体器件来调节其输出电压，因此它会产生更多的热量，因此效率较低。这相当于其电压输出的效率约为60％。就SMPS的效率而言，其电压输出通常为80％或更高。
关于瞬态响应时间，线性电源的速度比SMPS快100倍，这在特定应用中非常关键。
随着公司积极寻求降低成本的方法，SMPS凭借其成本效益，更小的尺寸和更高的效率成为了选择的电源。此外，当今对便携性和小型化的日益增长的需求仅导致SMPS的使用增加。您选择的VDC输出电源类型最终取决于您的特定设计要求。线性电源更适合于敏感的模拟电路，而SMPS最适合于较小的便携式设备。