[原创]关于现有廉价工程电源的分析(已更新)...

 

相信大家对现在的几块钱和十来二十块的电源不会陌生吧?同样,我也拆了不少。

现在的电源大致分两大类：电子开关电源和变压器电源。

开关电源，文字上的解释是：（转载自百度）

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。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。

　　开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。

　　开关电源的三个条件

　　1、开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态

　　2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频

3、直流：开关电源输出的是直流而不是交流

变压器电源，文字上的解释是：（转载自百度）

 线性电源（Liner power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。

　　线性电源与开关电源对比

　　线性电源的电压反馈电路是工作在线性状态。

　　线性电源一般是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器，此电压放大器的输出作为电压调整管的输入，用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化，从而调整其输出电压。

　　从其主要特点上看：线性电源技术很成熟，制作成本较低，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音，但其体积相对开关电源来说，比较庞大，且输入电压范围要求高；而开关电源与之相反。

　　线性电源用途

线性电源产品可广泛应用于科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等。

从以上两个解释大家应该知道开关电源与变压器电源（线性）的大致区别了吧。

很多朋友都会碰到一个问题，就是现在的低廉变压器电源为什么不能满足一般大、中功率的红外摄像机供电使用，而开关电源侧存在漏电的情况，这样，我把我所认识的两款电源和大家说说。

电源的优缺点：

开关电源优点：

1、功率大

2、输入电压范围大

3、体积小，重量轻

开关电源缺点：

1、噪音大

2、漏电严重（对地AC70-110V不等）

3、电压输出纹波不圆滑

4、防雷性差

变压器电源优点：

1、工作稳定

2、造价低廉

3、输出纹波稳定

4、不会漏电

变压器电源缺点：

1、笨重

2、电源转换功率小

3、输入电压影响大

从以上区别大家应该大致的知道您在工程上需要什么电源了吧？

那好，拆开电源研究一下，看看里面有什么。

开关电源，拆开后所看见的是一大堆的电子零件，高频变压器和功率三级管。从手工上看（所拆的是标称12V3A，售价15元的双线开关电源），可以说是纯山寨厂出品。焊接工艺和电路板上的松香可以看出，没有经过严格的出厂检验。把零件全部拆下来，可以清晰的看到电路板上每个零件位置都标出了需要零件的参数要求，但和拆下来的零件对比，相差悬殊。

用数字万能表对其输出电压进行量度，发现输出电压为12.32V，属于正常范围内。通过大功率可调型变压器，把输入电压从标称的180V慢慢向上调整到235V，看着数字万能表；基本发现输出电压无太大变化。但电压在200V-235V时高频噪音很大。但由于一般的开关电源都是密封安装，所以大家不会觉得有什么噪音。

好了，接负载试试。使用摩托车用的灯泡三个，[A]12V35W大灯泡(约为2.92安培)，[B]12V21W刹车灯泡(约为1.75安培)，[C]12V10W转向灯泡(约为0.83安培)。

先用标准市电电压220V输入，输出电压万能表读数为12.11V.接上C,电压没变化,数字电流表显示为:0.825A，散热片温度正常。接上C,电压下降到11.95V,数字电流表显示为:1.76A，散热片温度开始发热。接上A，电压下降到11.28V，数字电流表显示为：3.1A, 散热片温度升高。（注意，每个实验都持续了5分钟）

从以上三个测试可以看出，这款开关电源的正常输出范围是220V输入，12V输出（1.5安培）,和标称上写的12V3安培电流差了一倍。

试漏电：用一条长度为20厘米的铜条，使用冲击钻在地面开孔，钻好后孔里放一些盐，打入铜条，作为接地测试棒。（虽然不规范，但勉强试着用吧，呵呵）

开关电源插上市电插座，插座按照左零右火的接法。用数字万能表测量电压，为AC-218V。开关电源的DC输出线，用数字万能表对接地铜条测试，输出的正负极对地电压均为AC-93V，我的乖乖，超出对人体安全电压很高哦。不要怕，这只是没有负载的输出。那好。测试一下有负载的漏电输出。

准备一个AV-36V5W的灯泡（其电流值为0.13安培），一边接对地铜条,一边接输出(任意一条线)，竟然点亮了，虽然不是标准的，但也吓一条。晕死````````

看来这款开关电源不但没有达到指标上说的标准，漏电情况还很严重！！

好了，先说到这，明天再试把变压器电源的测试情况告诉大家吧~~~~~~~~~~~~~~

[此贴子已经被admin于2009-8-28 11:35:46编辑过]

严重的高手

顶！！！！！！

楼主厉害啊

好的太贵,便宜的太差,哪里去找一个中间值呢

严重的高手

楼主还要等明天啊,是不是晚上下的要睡了啊.那就希望你早睡早起了

 

便宜的用不住再用贵的！

研究研究

纯技术贴，楼主还应该从成本上进行一下比较。开关电源成本要低一些，就拿一线品牌台湾明纬的12V/3A开关电源来说，市场价格70元。而12V/3A的线性电源成本都要比这高，铁盒、变压器、大的散热片这三项就差不多在六、七十元了，还不包括PCB和其它材料。就楼宇对讲产品来说线性电源的效果要好于开关电源。但线性电源功率做不大，3A差不多就是最好的一个值，如果功率还想做大的话一个是成本会增加，散热难度、成本也会增加，最重要的是功率越大，纹波系数也会越来越大，反应到楼宇对讲产品的话就是会影响通话质量。监控产品好像都是开关电源用得多些，似乎也没有什么影响。总之对于电源来讲，纹波系数是个很好的参考值，纹波小的电源意味着设计师深厚的功底，呵呵。下面的补充

[此贴子已经被作者于2009-8-18 14:11:32编辑过]

以下是引用两味人生在2009-8-18 14:11:00的发言：

纯技术贴，楼主还应该从成本上进行一下比较。开关电源成本要低一些，就拿一线品牌台湾明纬的12V/3A开关电源来说，市场价格70元。而12V/3A的线性电源成本都要比这高，铁盒、变压器、大的散热片这三项就差不多在六、七十元了，还不包括PCB和其它材料。就楼宇对讲产品来说线性电源的效果要好于开关电源。但线性电源功率做不大，3A差不多就是最好的一个值，如果功率还想做大的话一个是成本会增加，散热难度、成本也会增加，最重要的是功率越大，纹波系数也会越来越大，反应到楼宇对讲产品的话就是会影响通话质量。监控产品好像都是开关电源用得多些，似乎也没有什么影响。总之对于电源来讲，纹波系数是个很好的参考值，纹波小的电源意味着设计师深厚的功底，呵呵。下面的补充

[此贴子已经被作者于20分析得

分析德不错，学习了。

都是大虾啊，学习

学习

学习学习了

不同客户不同要求，用不同电源！

廉价线性电源的问题主要是：

1、硅钢片质量差，磁通量差，造成磁损大、噪声大、发热大。

2、漆包线线径不足，铜质不纯，造成电流负载小、铜损大。

3、滤波电容小、质次，造成滤波不良，易爆炸、漏液。

4、稳压IC质量差，发热严重，易损坏。

 

选购优质线性电源就要针对以上几点来判断，相同参数的产品，重量较重的说明变压器质量较好。滤波电容最少要3300uf以上的，耐压要大于35V的，印刷标志清晰，体积较大的。稳压IC型号7812较317好，317是国产型号，散热器要大。

符合以上要求的电源就可以放心使用了。

[此贴子已经被作者于2009-8-21 15:27:57编辑过]

电源质量不好，最让人头痛。最好不要节约这点小钱，修一次的费用就够了。

以下是引用wongzl在2009-8-21 15:27:00的发言：

廉价线性电源的问题主要是：

1、硅钢片质量差，磁通量差，造成磁损大、噪声大、发热大。

2、漆包线线径不足，铜质不纯，造成电流负载小、铜损大。

3、滤波电容小、质次，造成滤波不良，易爆炸、漏液。

4、稳压IC质量差，发热严重，易损坏。

 

选购优质线性电源就要针对以上几点来判断，相同参数的产品，重量较重的说明变压器质量较好。滤波电容最少要3300uf以上的，耐压要大于35V的，印刷标志清晰，体积较大的。稳压IC型号7812较317好，317是国产型号，散热器要大。

符合以上要求的电源就可以放心使用了。

[此贴子已经被作者于2009-8-21 15:27:57编辑过]

这位朋友,LM7812是固定电压在12V的稳压三极管,而LM317是可调电压的三极管,两种不同的三极管来的哦````````

楼主厉害啊

 

星期六终于挤出时间了，把大家盼望已久的变压器电源分析情况告诉大家。

自从写了分析开关电源后，不少朋友都来电话或者电子邮件要求把拆解的图片也发出来。那好，应大家强烈要求，在本次的拆解分析中会插入一些图片。

变压器电源：

打开薄薄的纸盒（呵呵，其实就一纸皮而已），看见一个还算有模有样的黑色塑料盒，带着两条线，一条220V输入一条12V输出（当然，有的是在塑料盒上有两片引脚，直接插在插座上的）。

这款电源的购买价约为10元，是四个螺丝的。有些是三个螺丝的，不知道是不是同一家厂家的。呵呵``````

拆开后，看见一个变压器，一片电路板，两个电容和一个7812的稳压三极管。简单，这就是输出12V了~呵呵~

啥都不说，先看变压器。这厂家还算有良心，不是用少一号的变压器，呵呵。我曾经买过一款号称DC-12V-1A的电源，轻轻的。拆开一看，我的妈啊。。那变压器就等于一般的ADSL猫的变压器大小，能有1A的电流吗？难道写错了？是2V1A？哈哈~

变压器造工不行啊，偷工减料！硅钢片连绝缘漆也没有浸，如果一但出现功率满载的情况绝对会响。为什么变压器的硅钢片要浸绝缘漆？其实就是需要把硅钢片全部紧紧的连在一起，使变压器初级线圈所产生的磁能更好的散发出去。

 

大家先了解一下什么叫硅钢片吧，百度上的解释：一种含碳极低的硅铁软磁合金,一般含硅量为0.5～4.5％。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率,降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。主要用来制作各种变压器、电动机和发电机的铁芯。世界硅钢片产量约占钢材总量的1％（见精密合金）。对硅钢性能的要求 主要是：①铁损低，这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。②较强磁场下磁感应强度（磁感）高，这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小，节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。③表面光滑、平整和厚度均匀，可以提高铁芯的填充系数。④冲片性好，对制造微型、小型电动机更为重要。⑤表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性。⑥基本无磁时效。

那么线又是什么样的线呢？漆包线。大家不用详细解释都知道啥叫漆包线吧？用油漆或者绝缘漆包着的铜线。其中大小就按实际需要去分配了`呵呵。

说完材料，我们再说说变压器是怎么工作的，本人读书不多，只能在网上抄一些资料回来，大家不要笑哦~

 

变压器工作原理就是电磁感应。一般说有两组线圈，一次绕组电产生磁场，二次组在这个磁场作用下，产生感应电动势，接上负载就产生电流。一次绕组与二次绕组匝数不等所以能够改变电压。组匝数不等所以能够改变电压。

以上就是变压器的工作原理，大家都应该有认识吧？

再看所拆的电源，初级线圈我们就不管了，主要看次级线圈，用千分尺量一下，呵呵，3.5的线，太小了吧。焊开电路板，用数字万能表量一下。读数显示是AC-15V，不错嘛，有15V的AV输出，整流变DC后就有约21V了。

看看电路板，成本问题啊，呵呵，都用四个二极管组成。要是换成桥堆多好呢。那大家会问，为什么要换成桥堆啊？这不也是全波整流吗？是的，没错，两种方式都是全波整流，但因为所选的只是普通的二极管，不是快恢二极管，所转换的电效能没有桥堆转换得快。其实原理就等于电脑的瓶颈效应。大家如果有玩过音响的就会看到音响用的也是4个二极管做为整流，但这4个二极管就是快恢二极管了，转换效能相当的快哦~~~~~~

在看看整流后电压，没错，用数字万能表量的结果和猜想的结果差不多。20V左右。

滤波电容也很好嘛。有25V/1000uF。

 

到了转换为稳定的DC-12V的时候了，咋办呢？还好有7812稳压三极管。这个管子就是把输入的高电压稳定在12V左右，误差不大于3%。

用数字万能表量一下，嗯，有12.52V，也算属于正常了。管子上还有片铝合金散热片，也算有良心了。

但仔细看看这个7812三极管，咋就不对劲啊？和我平常用的LM78系列不一样。拿出自己用的几款7812对比一下，呵呵。是有误差。质量便宜的假冒货！

7812的参数标准是额定工作电流为1.5A,。如果没有散热片的情况下，建议工作电流不要超过200MA。7812的输入电压为18V左右，太高芯片负担大，效率低，发热量大。

但是假冒的7812只能达到最高工作电流800MA。再大的电流就会出现管子发热过高而自动停止工作了。有时候摄像机在使用过程中出现突然黑掉，拨掉电源插上又能正常工作，但过一段时间又是这样的故障，这时候就要考虑一下是不是你的电源问题了（此故障针对使用7812做为稳压的电源）。

那好吧，知道了大概的工作电流，电压也没太大的出入，那么低价格的电源，也就算了吧，呵呵。

再看看稳压后的电容是多大的？靠！就一小绿豆大小！也太省了吧？唉``````

接负载试试看。

也是用同样的A、B、C三组负载测试。已知电源的工作电压是DC-12V。那么好了，先试A组。根本拉不动，小牛拉大车，那行啊；电压马上下降！只剩下5V左右了。散热片升温也快，一下就烫手了。

再试试B组。也不行，同样是小牛拉大车，这次不是拉卡车，是拉小汽车。电压上升了一点，数字万能表的读数为8V左右。散热片一样是升温快！

最后到C组了。不用说，也是不行！电压读数为10V左右。变压器功率明显不够！

后备组也上来了，就是用一大的插泡（一些高档汽车的转向灯用的，参数为12V-6W，电流约为0.5安培）。接上试试

接上后，电压读数为11.87V，算是正常，摸一下散热片，暖手，升温也不算很快。

最后也要试一个基本数值啊，找来一个摩托车插泡（12V3W，约为0.25安培）。这次稳定了很多啊，电压读数为12.23V。散热片不热，只有一点点暖。

最后测试出来的结果表明。这款试验的变压器电源完全达不到指标标准。

参数范围为：

输入电压：AC-220V

输出电压：DC-12V（空载）

输出电流范围：0-0.5安培

好了,关于廉价电源的拆解分析到此,如果在用词上及一些学术名词上用词不当的,希望大家指正,谢谢!

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[此贴子已经被0758河台小赵于2009-9-2 17:32:32编辑过]