開關電源是在電子、通信、電氣、能源、航空航天、軍事以及家電等領域應用非常廣泛的一種電力電子裝置。它具有電能轉換效率高、體積小、重量輕、控制精度高和快速性好等優(yōu)點，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，在很大程度上取代了晶閘管相控整流電源。開關電源技術是目前中小功率直流電能變換裝置的主流技術。但是開關電源的設計工作較為繁瑣，難度大。

目前國內(nèi)開關電源的設計裕量過大，設計過程中對產(chǎn)品工作狀況和實際性能的預見性較差。開關電源技術在迅速的向前發(fā)展，為了能夠在理解基本原理的基礎上進行再創(chuàng)造，我們應該對開關電源技術有個整體概念的把握及其發(fā)展趨勢的預測，從而提高自己的設計水平，最終提高產(chǎn)品的質量。

1、開關電源的定義

開關電源是作為線性穩(wěn)壓電源的一種替代物出現(xiàn)的，開關電源這一稱謂也是相對于線性穩(wěn)壓電源而產(chǎn)生的。顧名思義，開關電源就是電路中的電力電子器件工作在開關狀態(tài)的電源。這樣一來，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電源電路。但是在實際應用中，開關電源所涵蓋的范圍比這個范圍要小的多。同時具備三個條件的電源可稱之為開關電源，這三個條件就是：開關(電路中的電力電子器件工作在開關狀態(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、開關電源的發(fā)展史及應用范圍

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(jīng)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(nèi)，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。

3、開關電源中的電子電路

開關電源中的電子電路，也就是常說的主電路，是開關電源的核心電路。對各種開關電源主電路的工作原理與適用條件的分析是進行開關電源電路選型的基礎，也是主電路和控制電路參數(shù)設計的基礎。

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構形式三個原則，可以將開關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和應用場合。總的來說，非回饋型電路比回饋型電路結構簡單、成本低，而絕大多數(shù)應用不需要開關電源具備回饋能力，因此，非回饋型電路應用遠比回饋型電路廣泛。非隔離型電路比隔離型電路結構簡單、成本低，但多數(shù)應用需要開關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，隔離型電路的應用較廣泛。而非隔離型電路也有不少應用，如開關型穩(wěn)壓器、直流斬波器等。