一、開關電源

　　開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節(jié)省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會消耗電能。開關電源的高轉換效率是其一大優(yōu)點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

　　若電源的高效率、體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數(shù)可能不高。

　　開關電源的前身是線性穩(wěn)壓電源。在開關電源出現(xiàn)之前，許多控制設備的工作電源都采用線性穩(wěn)壓電源。由于計算機等電子裝置的集成度不斷增加，功能越來越強，他們的體積卻越來越小，因此迫切需要體積小、重量輕、效率高、性能好的新型電源，這就成了開關電源技術發(fā)展的強大動力。

　　新型電力電子器件的發(fā)展給開關電源的發(fā)展提供了物質條件。在 20 世紀 60 年代末，巨型晶體管(GTR)的出現(xiàn)，使得采用高工作頻率的開關電源得以問世，那時確定的開關電源的基本結構一直沿用至今。后來隨著電力 MOSFET 的應用，開關電源的頻率進一步提高，使得電源體積更小，重量更輕，功率密度進一步提高。在 20 世紀 80 年代，IGBT 的出現(xiàn)讓僅適用于小功率場合的開關電源在中大功率直流電源也得以發(fā)揮。在 20 世紀 80 年代后 20 年為了解決因開關頻率提高而引發(fā)的電磁干擾問題，出現(xiàn)了軟開關技術開關電路。隨后在 20 世紀 90 年代，為了提高開關電源的功率因數(shù)，出現(xiàn)了功率因數(shù)校正技術(PFC)。

　　目前除了對直流輸出電壓的紋波要求極高的場合外，開關電源已經全面取代了線性穩(wěn)壓電源，主要用于小功率場合。例如：計算機、電視機、各種電子儀器的電源。在許多中等容量范圍內，開關電源逐步取代了相控電源，例如：通信電源領域、電焊機、電鍍裝置等的電源。

　　二、開關電源組成

　　開關電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部分組成。

　　1、主電路

　　沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。 輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。 整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。 逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關電源的核心部分。 輸出整流與濾波：根據(jù)負載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

　　2、控制電路

　　一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。

　　3、檢測電路提供保護電路中正在運行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

　　4、輔助電源實現(xiàn)電源的軟件(遠程)啟動，為保護電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。

　　三、開關電源的基本原理

　　簡單地說,開關電源的工作原理是:

　　1.交流電源輸入經整流濾波成直流;

　　2.通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上;

　　3.開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載;

　　4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩(wěn)定輸出的目的。