隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，開關(guān)電源（以下簡稱-SMPS）技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。目前，SMPS由于體積小、重量輕、效率高，被廣泛應(yīng)用于幾乎所有的電子設(shè)備中。是電子信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展不可或缺的供電方式。SMPS是一種利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)控制開關(guān)的時(shí)間比以維持輸出電壓穩(wěn)定的電源。SMPS一般由脈寬調(diào)制控制IC和MOSFET組成。SMPS是相對于線性電源。它的輸入端直接將交流電整流成直流電，然后在高頻振蕩電路的作用下，用開關(guān)控制電流的通斷，形成高頻脈沖電流。在電感的幫助下，它可以輸出穩(wěn)定的低壓DC。
SMPS一般由脈寬調(diào)制控制IC和MOSFET組成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，SMPS以其體積小、重量輕、效率高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于幾乎所有的電子設(shè)備中，其重要性可見一斑。
根據(jù)電路中開關(guān)器件的連接方式，SMPS一般可分為串聯(lián)SMPS、并聯(lián)SMPS、變壓器SMPS三類。其中變壓器類型SMPS又可進(jìn)一步分為推挽式、半橋式、全橋式。根據(jù)變壓器勵(lì)磁和輸出電壓的相位，可分為正激式、反激式、單激式和雙激式。
那么，SMPS和普通電源有什么區(qū)別呢？邊肖用例子給出了下面的討論。
普通電源一般指線性電源，即調(diào)節(jié)管工作在線性狀態(tài)下的電源。但是，在SMPS，就不一樣了。開關(guān)管工作在兩種狀態(tài):導(dǎo)通電阻很小，關(guān)斷電阻很大。SMPS是比較新的電源，具有效率高、重量輕、升壓降壓、輸出功率大的優(yōu)點(diǎn)。但由于電路工作在開關(guān)狀態(tài)，噪聲比較大。
以buck SMPS為例。其工作原理是電路由開關(guān)、續(xù)流二極管、儲(chǔ)能電感、濾波電容等組成。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電源通過開關(guān)和電感向負(fù)載供電，并將部分電能儲(chǔ)存在電感和電容中。由于電感的自感，開關(guān)導(dǎo)通后電流緩慢增加，即輸出不能馬上達(dá)到電源電壓。一定時(shí)間后，開關(guān)斷開，電路中的電流會(huì)由于電感的自感而保持不變，即繼續(xù)從左向右流動(dòng)。這個(gè)電流流過負(fù)載，從地返回，流到續(xù)流二極管的陽極，經(jīng)過二極管，回到電感的左端，這樣就形成了一個(gè)回路。可以通過控制開關(guān)的閉合和斷開時(shí)間來控制輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控制開關(guān)時(shí)間，使輸出電壓保持不變，就達(dá)到了穩(wěn)壓的目的。
普通電源和SMPS有相同的穩(wěn)壓器，利用反饋原理穩(wěn)定電壓。不同的是SMPS采用開關(guān)管調(diào)節(jié)，普通電源一般采用三極管的線性放大區(qū)調(diào)節(jié)。相比較而言，SMPS能耗低，交流電壓適用范圍廣，輸出DC紋波系數(shù)更好，缺點(diǎn)是開關(guān)脈沖干擾。
普通半橋SMPS的主要工作原理是上橋和下橋的開關(guān)管交替導(dǎo)通。首先電流通過上橋的開關(guān)管流入，利用電感線圈的儲(chǔ)能功能將電能聚集在線圈中。最后，上橋開關(guān)管關(guān)斷，下橋開關(guān)管導(dǎo)通，電感線圈和電容持續(xù)向外供電。然后關(guān)斷下橋的開關(guān)管，再導(dǎo)通上橋讓電流進(jìn)入，如此反復(fù)。因?yàn)閮蓚€(gè)開關(guān)管要輪流開通和關(guān)斷，所以叫SMPS。線性電源則不同。因?yàn)闆]有開關(guān)干預(yù)，供水管一直在排水，多了就漏出來了。這就是為什么我們經(jīng)?？吹揭恍┚€性電源的調(diào)節(jié)管會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，將取之不盡的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能。從這個(gè)角度來看，線性電源的轉(zhuǎn)換效率很低，發(fā)熱量高的時(shí)候，元器件的壽命勢必會(huì)降低，從而影響最終的使用效果。
但是SMPS和普通電源的主要區(qū)別在于工作模式不同。線性電源的功率調(diào)節(jié)器始終工作在放大區(qū)，流過其中的電流是連續(xù)的。由于調(diào)節(jié)管上的功率損耗較大，因此需要較大的功率調(diào)節(jié)管，并配備大體積的散熱器。發(fā)熱劇烈，效率很低，一般40% ~ 60%。線性電源的工作模式使得需要有一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)從高壓到低壓的變化。一般是變壓器，還有其他電源像KX，整流后輸出DC電壓。這樣體積大，笨重，效率低，發(fā)熱量大；但它也有優(yōu)點(diǎn)，紋波小，調(diào)整率好，外部干擾小，適用于模擬電路或各種放大器。而SMPS its功率器件工作在通斷狀態(tài)，調(diào)壓時(shí)通過電感暫時(shí)存儲(chǔ)能量，因此其損耗小，效率高，對散熱要求低，但對變壓器和儲(chǔ)能電感也有較高要求，應(yīng)采用低損耗、高磁導(dǎo)率的材料。它的transformer是一個(gè)小字?？傂?0% ~ 98%，SMPS效率高但體積小，但與線性電源相比，其紋波、電壓和電流調(diào)節(jié)率都有一定的折扣。
