序：開關(guān)電源或開關(guān)式電源是一種特殊的電源，它的轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)大于線性電源。線性可調(diào)電源和穩(wěn)壓電路需要比實(shí)際所需要的電壓更高的輸入電壓。電壓降低時(shí)，在穩(wěn)壓器電路的期間上將產(chǎn)生熱量導(dǎo)致能量損失。對于這些電源來說，能量轉(zhuǎn)換效率(Pout/Pin)一般低于50%。也就是說大半的能量以熱量的形式散發(fā)掉了。

開關(guān)電源可以獲得超過85%的能量轉(zhuǎn)換效率，這意味著它比線性穩(wěn)壓電源有更好的能量轉(zhuǎn)換效率。開關(guān)電源也有一個(gè)很寬的電流和電壓工作范圍，并且可以做成降壓(輸出電壓小于輸入電壓)、升壓(輸出電壓大于輸入電壓)或反相(輸出與輸入極性相反)電源。而且，開關(guān)電源可以做成直接工作于交流電源(市電)，無需笨重的電源變壓器，可做得又輕又小，從而使開關(guān)電源在電腦或其它小型設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。

開關(guān)電源在很多方面與線性電源類似。然而，它有兩個(gè)獨(dú)有的特點(diǎn)：儲能電感器和非線性穩(wěn)壓電路。與線性電源不同的還有，線性電源通過改變調(diào)整元件的電阻值來調(diào)整電壓，而開關(guān)電源接入一個(gè)可調(diào)系統(tǒng)，通過控制調(diào)整元件通斷時(shí)間來調(diào)整電壓。開/關(guān)脈沖是由振蕩器/誤差放大器/脈寬調(diào)制電路來控制。

開關(guān)電源工作原理

在開關(guān)調(diào)整元件接通時(shí)，能量流經(jīng)電感(能量儲存在電感線圈磁場里)。當(dāng)開關(guān)調(diào)整元件關(guān)斷時(shí)，存儲在電感里的能量直接通過二極管到濾波器和負(fù)載釋放。采樣電路(R2和R3)對輸出電壓進(jìn)行采用且反饋到誤差放大器的一個(gè)輸入端。然后，誤差放大器將采樣電壓和參考電壓()進(jìn)行比較，若采樣電壓低于參考電壓，誤差放大器將提高它的輸出控制電壓，然后該控制電壓被送到脈寬調(diào)制器(如果采樣電壓超過參考電壓，誤差放大器將減少輸出控制電壓)。與此同時(shí)，振蕩器將提供穩(wěn)定的一系列觸發(fā)電壓脈沖給脈寬調(diào)制器。調(diào)制器用振蕩器的脈沖和誤差放大器的輸出來產(chǎn)生開/關(guān)信號，送給開關(guān)調(diào)整元件的基極。

開關(guān)穩(wěn)壓器及其控制信號

經(jīng)調(diào)整后的振蕩器信號以矩形波表示，由輸入誤差電壓決定調(diào)整器件的導(dǎo)通時(shí)間。如果誤差電壓低(意味著采樣電壓比要求的要低)，脈沖寬調(diào)制器送一個(gè)較長的脈寬給控制元件。

上圖中給出的振蕩器、誤差放大器和脈寬調(diào)制器輸出波形之間的相互關(guān)系。用頻率和寬度均可改變的開關(guān)脈沖提供給開關(guān)穩(wěn)壓電源的調(diào)整器件，可以獲得很高的轉(zhuǎn)換效率。因此，開關(guān)電源比線性的效率更高，且關(guān)閉電源時(shí)的輻射較小。

典型的開關(guān)穩(wěn)壓器

上圖為典型的開關(guān)穩(wěn)壓器的布局。556雙時(shí)基集成電路具有振蕩器和脈寬調(diào)制器功能，同時(shí)UA723穩(wěn)壓器可做誤差放大器。R2和R3構(gòu)成采樣電路，R6和R7設(shè)置參考電壓，R4和R5設(shè)置送給脈寬調(diào)制器的控制電壓。