開關(guān)電源是在電子、通信、電氣、能源、航空航天、軍事以及家電等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的一種電力電子裝置。它具有電能轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕、控制精度高和快速性好等優(yōu)點(diǎn)，在小功率范圍內(nèi)基本上取代了線性調(diào)整電源，并迅速向中大功率范圍推進(jìn)，在很大程度上取代了晶閘管相控整流電源。開關(guān)電源技術(shù)是目前中小功率直流電能變換裝置的主流技術(shù)。但是開關(guān)電源的設(shè)計(jì)工作較為繁瑣，難度大。

目前國(guó)內(nèi)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)裕量過(guò)大，設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品工作狀況和實(shí)際性能的預(yù)見(jiàn)性較差。開關(guān)電源技術(shù)在迅速的向前發(fā)展，為了能夠在理解基本原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)造，我們應(yīng)該對(duì)開關(guān)電源技術(shù)有個(gè)整體概念的把握及其發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，從而提高自己的設(shè)計(jì)水平，最終提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

1、開關(guān)電源的定義

開關(guān)電源是作為線性穩(wěn)壓電源的一種替代物出現(xiàn)的，開關(guān)電源這一稱謂也是相對(duì)于線性穩(wěn)壓電源而產(chǎn)生的。顧名思義，開關(guān)電源就是電路中的電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)的電源。這樣一來(lái)，如果把四大類基本電力電子電路(AC-DC 電路、DC-AC 電路、AC-AC 電路、DC-DC 電路)都看成電源電路，則所有的電力電子電路也都可以看成開關(guān)電源電路。但是在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)電源所涵蓋的范圍比這個(gè)范圍要小的多。同時(shí)具備三個(gè)條件的電源可稱之為開關(guān)電源，這三個(gè)條件就是：開關(guān)(電路中的電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài))、高頻(電路中的電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻)和直流(電源輸出是直流而不是交流)。

2、開關(guān)電源的發(fā)展史及應(yīng)用范圍

開關(guān)電源的前身是線性穩(wěn)壓電源。在開關(guān)電源出現(xiàn)之前，許多控制設(shè)備的工作電源都采用線性穩(wěn)壓電源。由于計(jì)算機(jī)等電子裝置的集成度不斷增加，功能越來(lái)越強(qiáng)，他們的體積卻越來(lái)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(guān)電源技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。

新型電力電子器件的發(fā)展給開關(guān)電源的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。在 20 世紀(jì) 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(guān)電源得以問(wèn)世，那時(shí)確定的開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)一直沿用至今。后來(lái)隨著電力 MOSFET 的應(yīng)用，開關(guān)電源的頻率進(jìn)一步提高，使得電源體積更小，重量更輕，功率密度進(jìn)一步提高。在 20 世紀(jì) 80 年代，IGBT 的出現(xiàn)讓僅適用于小功率場(chǎng)合的開關(guān)電源在中大功率直流電源也得以發(fā)揮。在 20 世紀(jì) 80 年代后 20 年為了解決因開關(guān)頻率提高而引發(fā)的電磁干擾問(wèn)題，出現(xiàn)了軟開關(guān)技術(shù)開關(guān)電路。隨后在 20 世紀(jì) 90 年代，為了提高開關(guān)電源的功率因數(shù)，出現(xiàn)了功率因數(shù)校正技術(shù)(PFC)。

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

3、開關(guān)電源中的電子電路

開關(guān)電源中的電子電路，也就是常說(shuō)的主電路，是開關(guān)電源的核心電路。對(duì)各種開關(guān)電源主電路的工作原理與適用條件的分析是進(jìn)行開關(guān)電源電路選型的基礎(chǔ)，也是主電路和控制電路參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

根據(jù)電路是否具有電能回饋能力、輸出端與輸入端是否電氣隔離以及電路的結(jié)構(gòu)形式三個(gè)原則，可以將開關(guān)電源中的電力電子電路。各種不同的電路有各自不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合�？偟膩�(lái)說(shuō)，非回饋型電路比回饋型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，而絕大多數(shù)應(yīng)用不需要開關(guān)電源具備回饋能力，因此，非回饋型電路應(yīng)用遠(yuǎn)比回饋型電路廣泛。非隔離型電路比隔離型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但多數(shù)應(yīng)用需要開關(guān)電源的輸出端與輸入端隔離，或需要多組相互隔離的輸出，所以，隔離型電路的應(yīng)用較廣泛。而非隔離型電路也有不少應(yīng)用，如開關(guān)型穩(wěn)壓器、直流斬波器等。