作者:刘汉盛 阅读数:1162 发布日期:2024-08-03
在音响器材上,我们可以看到Linear Power Supply与Switching Power Supply二个名词,前者称为线性电源,后者则是交换式(开关式)电源。这二种电源被普遍用在音响器材上,有的器材内采用线性电源,有的器材内采用开关式电源,有的器材内则线性电源与开关式电源并陈。
为何称为线性电源呢?线性电源是由变压器、整流器、滤波器构成,有时还加上稳压线路。市电进入机器内的电源变压器,将110V市电降转为线路所需电压,接着经过整流器将交流电压转为直流电压(电子线路需要直流电压来工作),由于直流电压还会有涟波存在,所以需要滤波电容将涟波去除。
在这样的电源架构下,交流电持续的被转为直流电,理论上从滤波电容输出的直流电是恒定的,所以被称为「线性」电源。线性电源的好处是结构简单,电源干净、杂讯低。缺点是体积大、重量重,而且效率比较低。
而开关式电源是以电晶体在低耗损(Low Dissipation)、全导通与全关闭之间做切换,由于切换的速度很快,电能的耗损很低。理论上一个理想的开关式电源可以做到几乎无耗损,实际上当然很难。由于主要工作是以晶体做高速开与关的动作,所以称为Switching,俗称交换,这就是开关式电源名称的由来。
开关式电源要先将交流市电转为更高的直流电压,通常有几百伏特,接着通过开关电晶体,将直流电转换为高频率的交流电,一般是几千Hz,也有到1MHz的。接着将高频率交流电送入一个小变压器(因为是转换高频率交流电,变压器不须大,滤波电容也可以小),将电压降低为电子线路所需的交流电压。最后再利用高速整流器(例如Shottky整流器),将交流电转为直流电,供应相关线路使用。
开关式电源体积小、重量轻、效率高、可容许更宽容许度输入电压、应用广。缺点是结构比较复杂,而且必须采用低通滤波来将开关高频、高频谐波等滤除,否则可能会产生电磁干扰(EMI)与杂讯。
开关式电源被普遍用在3C消费性产品、电脑、通讯、仪器、军事、航太上,应用范围非常广。如果没有开关式电源,笔记型电脑的外接电源就不可能体积那么小,重量那么轻。开关式电源还有一个好处,那就是电压范围比较宽,从100V到240V,50Hz、60Hz通吃,走到全世界各地,都不必担心电压相容问题。
到底音响器材里面用开关式电源比较好?还是用线性电源比较好?老实说各家音响厂商看法不一。Linn的产品几乎都采用所谓「音响级」开关式电源,许多D类扩大机也采用开关式电源。不过也有D类扩大机采用线性电源,如TAD与MBL(Noble系列)等。而Burmester、Dan D’Agostino等则采用线性电源。瑞士Soulution的旗舰单声道后级是采用开关式电源,Jeff Rowland早期使用线性电源,后来改用开关式电源,他家旗舰后级925也是采用开关式电源。
开关式电源比较便宜吗?用在一般消费性产品上或许可能,但用在高级音响上的开关式电源可能更贵。多年前我采访Linn原厂时,他们就告诉我音响级的开关式电源比一般线性电源贵得多;我去采访瑞士Soulution时,他们也是这样说。所以,不要看到音响器材内使用开关式电源,就把它跟3C产品联想在一起。