关于线性电源的一些认知和总结
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关于线性电源的一些认知和总结
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这蜕变的记忆
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1楼
发表于 2018-4-18 12:13
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来自 加拿大
本帖最后由 这蜕变的记忆 于 2018-4-18 13:15 编辑
最近在关注线性电源，看了挺多文章，评测，国内的也包括国外的，也在论坛里求助了各位大神，颇受启发。
初步有了一些认识，分享出来，有不对的地方请大家指正。
1.首先是波纹噪音。
理论上越小越好。线性电源的噪音，理论上远小于普通开关电源，这是从原理上就决定的。一般的入门线性电源的噪音在5mV左右，价格越高，通常越低。 但我其实并不太明白为什么某宝上的好多几百块的电源测试噪音都在1mV以下。。。。甚至更低。国外的入门级几乎没看到这么低的，一般3mv就算非常非常好了。
体现在声音上，波纹越小，理论上声音越干净，越细腻。
2.为什么有的电源明明波纹很小，但声音却不好听？
楼主刚好有朋友是专门做电源的（纯做电源的教授，纯技术，不听音乐，但理论知识过硬），几番问询，貌似找到了一些答案。 线性电源其实还有一个指标很重要，就是当负载（输出电流）或输入电压发生变化的时候，维持线性电源输出电压不变的能力。这个通常用%来表示。也可以理解成是“动态噪音”。比如一个高级的线性电源模块，通常会这样标注噪声 4mV±0.05% （for 50% load change and 10% input change) 意思就是，当负载变化在50%的范围内，输入电压变化在10%的范围内，输出电压的最大噪声仍然控制在4mV +- 0.05% （乘以输出电压） 以内。这个指标就非常非常的重要了！！
因为作为音响设备，比如解码，电流是一直变化的，尤其是音乐中有大动态的部分，电流的变化将非常大。如果电源这部分的指标不行，那么就会不断的给系统增加动态噪音，在大动态的部分会尤为明显。这就是为什么你看某宝上为啥噪音都到了1mV以下了， 怎么一听声音还是会很一般。 可惜的是大部分厂家是不会展示这个参数，起码楼主没看tb上看到。
3.功率储备，储备的不仅仅是功率
一般在设计电源的时候，通常要把电源的最大电流容量设计在至少2倍于系统需要的电流以上，目的一是防止电源过载，更重要的是减少电源的输出噪声。（楼主朋友原话） 参见上面那个部分，负载变化的那50%是相对于电源最大电流（功率）输出的。比如，电源的最大输出电流是6A，那么在3A (6A的50%）的波动范围内，都可达到0.05%的低噪音输出。如果电源最大输出电流是是3A， 那么就只能在1.5A的波动范围内低噪音输出。这就是为什么采用最大输出功率/电流能力较高的电源，会有更好的效果。本质上是降低了动态噪声。
对应到声音，理论上仍然是大动态的地方体现明显，另外低频输出通常需要较大的电流需求，因此如果储备不足，低频也会有明显的解析混沌和失真。
4. 响应速度
这个很好理解，就是当设备需要一个电流变化的时候（可以是增大，也可以是减小），电源能提供这个变化的时间。这方面线性电源有绝对的优势，响应速度通常在微秒级别，开关电源就差很多很多，要慢几十倍到100倍。 从发烧友的角度上来讲，当然是越快越好了！！ 要跟上音乐的节奏嘛。所以这一点，线性电源毋庸置疑的胜出。
响应时间不好，理论上声音会少很多灵动和鲜活感。
5. 电池
电池的输出噪音是非常非常小的，几十微伏。 但是当你把你的充电宝接到树莓派或者其他的电池接到解码器上的时候，为什么感觉出来的声音这么不对呢？ 问题就在于，普通电池的电流响应速度实在是太慢太慢了。。根本跟不上音乐的节奏。 如果线性电源是火箭，开关电源是飞机，那么电池呢？也就是个自行车吧。
体现在声音上理论上就是干涩，声场偏窄，低频解析不行。 或许能在某个特定的部分有所惊喜，比如不需要电流变化响应的部分。
6. 效率和成本
线性电源效率低，40%-50%左右，剩下的都转换成热了，所以功率较大的时候需要设计散热装置，然后就是多费一些电，然后体积庞大，嗯我知道这些我们根本不在意。开关电源效率高，80%以上， 体积小，便携，各种充电适配器之类的。
然后成本，这个恐怕要出乎大家的意料了 --- 开关电源成本高于线性电源。 高级的开关电源是非常非常贵的，比如我朋友做的那些，主要是大功率的，跟我说一个要十几万往上。。。。
************************
电源是一套完整的系统，每一个环节都会影响到最终的结果，做好一个电源也很难。但各种参数的不同对声音产生的影响还是有迹可循的。
基本上就这些吧，都是我根据各类信息的整合，尝试从原理上去解释一些现象，希望能对大家有所用处。如果有不妥之处，欢迎大家指正。
最后，楼主打算自己买AC-DC线性转换模块diy一个线电了，起码各种参数能看到。不管结果如何，过程总是有趣的。
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despotical
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2楼
发表于 2018-4-18 12:30
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来自 中国
好帖子，讲明白了好多问题
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razardo
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3楼
发表于 2018-4-18 12:38
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来自 上海
学习了~~~
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yetifc
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4楼
发表于 2018-4-18 12:46
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来自 陕西
这才是硬货干货贴
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5楼
发表于 2018-4-18 12:51
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来自 云南昆明
进来学习
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jlum
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6楼
发表于 2018-4-18 12:58
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来自 四川成都
完全没必要自己DIY...高精度的实验电源这些参数比HIFI产品可靠的多...价格更是便宜...30V5A的可调电源，带不到10W的设备，轻松的没法再轻松了，根本不需要考虑什么负载效应...功率储备...电流储备....自己DIY，先要解决的是测量问题，至少你得有块精度够高的表
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7楼
楼主|
发表于 2018-4-18 13:14
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来自 加拿大
jlum 发表于 2018-4-18 12:58
完全没必要自己DIY...高精度的实验电源这些参数比HIFI产品可靠的多...价格更是便宜...30V5A的可调电源，带 ...
我就是打算买现成的AC DC 线性转换模块，然后自己接线，严格意义上说也不算纯DIY. 不涉及测量
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dfying
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8楼
发表于 2018-4-18 13:30
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来自 上海浦东新区
请教一下两个问题
一 开关电源对于电环境的污染怎么解决
二 把几个电源模块串联起来 构成多级供电 这种设计有什么好处呢
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jlum
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9楼
发表于 2018-4-18 13:37
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来自 四川成都
这蜕变的记忆 发表于 2018-4-18 13:14
我就是打算买现成的AC DC 线性转换模块，然后自己接线，严格意义上说也不算纯DIY. 不涉及测量
也是，其实也简单...变压器出来接整流桥堆，接个三端稳压就可以工作了
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okcomputer
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10楼
发表于 2018-4-18 13:43
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来自 新疆乌鲁木齐
波纹噪音，应该有rms和最大两种指标
开关电源响应时间比线性电源低吗，实际听下来开关电源出来的瞬态要好，也没见过开关电源这项指标到底多少
开关电源成本高于线性电源？要看功率和场合吧，10几万的和家用的不能比
电源还有内阻什么的
谁来讲讲什么是稳压
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gebegebe
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11楼
发表于 2018-4-18 13:49
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来自 山东青岛
这些参数有具体的测量机器吗？买了个ipower的开关电源试试。
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12楼
楼主|
发表于 2018-4-18 19:56
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来自 加拿大
dfying 发表于 2018-4-18 13:30
请教一下两个问题
一 开关电源对于电环境的污染怎么解决
据我看到的，污染问题有人用带隔离的电源净化器，每个插座互不影响。 至于串联模块，据我有限的知识，没啥好处吧，会把噪音叠加。
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13楼
楼主|
发表于 2018-4-18 20:04
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okcomputer 发表于 2018-4-18 13:43
波纹噪音，应该有rms和最大两种指标
开关电源响应时间比线性电源低吗，实际听下来开关电源出来的瞬态要 ...
线电响应快很多，这点毋庸置疑。开关电源也有很好的，线电也有粗制滥造的，不说型号的话很难一概而论。 瞬态不行也可能是功率储备的原因
成本这个我修改一下，应该没有绝对的比较，但朋友说开关电源的设计难度比线性电源大很多。
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14楼
楼主|
发表于 2018-4-18 20:32
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本帖最后由 这蜕变的记忆 于 2018-4-18 20:33 编辑
gebegebe 发表于 2018-4-18 13:49
这些参数有具体的测量机器吗？买了个ipower的开关电源试试。
当然有，最简单的可以用示波器测，但精度要够高，示波器本身也要是隔离的。
你那个是Ifi么，这个国外有网友测了，静态噪音很低很低，比电池还低！虽然是开关电源，噪声1微伏左右。 它使用了叫Active Noise Cancelling (ANC)的主动降噪技术，通过芯片计算出与噪音反相的噪音，把原来的抵消。
但这个电源提升很有限，出来的声音不耐听，低频解析有限。因为芯片计算是需要时间的，所以当噪音有变化的时候，就会力不从心.看过国外的一些评测，基本和入门线电在同一层次 如audio phonics
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gebegebe
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15楼
发表于 2018-4-18 20:46
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来自 山东青岛
这蜕变的记忆 发表于 2018-4-18 20:32
当然有，最简单的可以用示波器测，但精度要够高，示波器本身也要是隔离的。
你那个是Ifi么，这个国外 ...
太复杂了，这个计算需要多长时间，计算的芯片能否升级，噪声变化幅度和时间是否有关，能否在线电上也使用这个芯片，巴拉巴拉，我不想动脑子了还是耳朵收货吧
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16楼
楼主|
发表于 2018-4-18 21:49
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来自 美国
gebegebe 发表于 2018-4-18 20:46
太复杂了，这个计算需要多长时间，计算的芯片能否升级，噪声变化幅度和时间是否有关，能否在线电上也使用 ...
甭管那么多了，总之ifi这个电源值得入，对得起它的价格。
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phoexi
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17楼
发表于 2018-4-19 08:02
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来自 浙江
动态响应才是第一位
另外 还有隔离能力
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tfk17
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18楼
发表于 2018-4-19 08:09
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来自 广东
楼主，我只看了你加粗的6个文字，没看内容，
因为从这6个加粗的字已经说明你不懂调音，只是YY而已。。。。大家不要浪费时间YY了，没找到正确诀窍，无知的YY，只有害处，先把自己误导了，放在不错误的方向上。没有好处
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boxerlc
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19楼
发表于 2018-4-19 08:20
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楼上某位的B装的太硬气了，佩服佩服
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琵琶琴瑟
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20楼
发表于 2018-4-19 08:21
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来自 澳大利亚
多比特解码是不是更敏感
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