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開關(guān)電源（英文簡寫：smps），又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置。本文詳細介紹了smps的工作原理，smps的應用技術(shù)等內(nèi)容。
開關(guān)電源（英文：Switching Mode Power Supply），又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。
SMPS，即Switch Mode Power Supply，指開關(guān)模式電源。
穩(wěn)壓電源的基本原理
可以把穩(wěn)壓電源想象成為如下的一種情形：當試圖從一個直徑較大的自來水管中取出連續(xù)不斷的且較小的水流時，可以采用兩種策略：一種是使用一個轉(zhuǎn)接閥門，并將閥門開啟在較小位置，這就是線性電源的工作原理。（可以將閥門看作晶體管）線性電源的電壓調(diào)整晶體管上承受著很大的“壓力”（具體的表現(xiàn)是轉(zhuǎn)換為熱能的形式散耗）；或者，可以改進一下，讓大水管的水流到一個比較大的“水桶”里，小水管連接到這個水桶上取水，接著，需要做的就是斷續(xù)的打開/關(guān)閉大水管上的閥門，保證水桶內(nèi)的水既不會完全沒有，也不會因為太多而溢出——開關(guān)電源的基本原理就是如此。
開關(guān)電源（英文：Switching Mode Power Supply），又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。
SMPS，即Switch Mode Power Supply，指開關(guān)模式電源。
穩(wěn)壓電源的基本原理
可以把穩(wěn)壓電源想象成為如下的一種情形：當試圖從一個直徑較大的自來水管中取出連續(xù)不斷的且較小的水流時，可以采用兩種策略：一種是使用一個轉(zhuǎn)接閥門，并將閥門開啟在較小位置，這就是線性電源的工作原理。（可以將閥門看作晶體管）線性電源的電壓調(diào)整晶體管上承受著很大的“壓力”（具體的表現(xiàn)是轉(zhuǎn)換為熱能的形式散耗）；或者，可以改進一下，讓大水管的水流到一個比較大的“水桶”里，小水管連接到這個水桶上取水，接著，需要做的就是斷續(xù)的打開/關(guān)閉大水管上的閥門，保證水桶內(nèi)的水既不會完全沒有，也不會因為太多而溢出——開關(guān)電源的基本原理就是如此。
與線性電源的比較
與傳統(tǒng)的線性電源相比，開關(guān)電源的優(yōu)勢在于效率高（此處的效率可以簡單的看作輸入功率與輸出功率之比），加之開關(guān)晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)，損耗較小，發(fā)熱較低，不需要體積/重量非常大的散熱器，因此體積較小、重量較輕。但開關(guān)電源工作時，由于頻率較高，會對電網(wǎng)及周圍設(shè)備造成干擾，因此，必須妥善的處理此問題。
線性電源的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)相對簡單，可靠性相對較高，電流紋波率可以很容易的做到比較低，維修也較為方便。
實際上，現(xiàn)代的電路中，開關(guān)電源電路和線性電源電路在大多數(shù)情況下，是組合使用的——使用開關(guān)電源進行初步的變換，給紋波、精度要求不高的電路使用；同時，使用低壓差線性電源電路（LDO）獲取精密的、低紋波（噪聲）的電壓供諸如運算放大器（OP-AMP），模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/DConverter）使用。
類型及拓撲
開關(guān)電源的拓撲指開關(guān)電源電路的構(gòu)成形式。一般是根據(jù)輸出地線與輸入地線有無電氣隔離，分為隔離及非隔離變換器。非隔離即輸入端與輸出端相通，沒有隔離措施，常見的DC/DC變換器大多是這種類型。所謂隔離是指輸入端與輸出端在電路上不是直接聯(lián)通的，使用隔離變壓器通過電磁變換方式進行能量傳遞，輸入端和輸出端之間是完全電氣隔離的。通常來說，為了保護使用者的人身安全，使用主要供電（市電）或輸入電壓高于安全電壓（目前公認是36伏特）的開關(guān)電源必須是隔離式。
非隔離型拓撲
非隔離式變換器是最為簡單的交換式電源結(jié)構(gòu)，它們的電源變換方式為“直流-直流”變換。根據(jù)電壓變換類型，分為三種基本類型：升壓斬波器（BoostChopper，又稱Boost變換器，BoostConverter）、降壓斬波器（BuckChopper，又稱Buck變換器，BuckConverter）以及降壓-升壓斬波器（Buck-BoostChopper，又稱Buck-Boost變換器，Buck-BoostConverter），它們的結(jié)構(gòu)都非常相似，輸入、輸出和地都會在一點上交匯，都使用電感器作能量存儲之用，它們之間的主要區(qū)別在于電感器的連接方式，若電感器放置于電路的輸出端，則為降壓斬波拓撲；電感器放置于電路的輸入端，則是升壓斬波拓撲。當電感器連接到地時，就是降壓-升壓斬波拓撲。由于結(jié)構(gòu)的相似性，因此往往簡單改變這些電路拓撲中一些元器件的連接或是改變輸入極性，可成為另一種變換器拓撲，比如一個12V輸入、5V輸出的降壓斬波器可以將原輸出接地并從接地端引出新的輸出端獲得一個7V輸入、-5V輸出的降壓-升壓斬波器。
由降壓-升壓斬波電路，還衍生出升降壓斬波電路、Cuk、SEPIC以及ZETA等多種非隔離型直流-直流變換電路，SEPIC變換器和ZETA變換器都是?uk變換器的小幅重排版。實際使用中根據(jù)負載需要，基本升壓斬波電路以及基本降壓斬波電路的組合，可構(gòu)成復合斬波器。對結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，可構(gòu)成多相多重斬波器，以滿足負載對電源更高的穩(wěn)定性和效能。近年來還出現(xiàn)一種只利用電容器作儲能元件的電荷泵變換器電路。另有中性點拓撲結(jié)構(gòu)用于電源供應器以及有源濾波器上。
在脈沖占空比極短時，開關(guān)器件的效率會下降。如果需要更高數(shù)值的電壓變換，那樣就需要用到帶變壓器的隔離型拓撲了。
隔離型拓撲
所有的隔離式拓撲都包含一個變壓器，通過調(diào)整變壓器的匝數(shù)比可獲得更高或更低或是負電位的輸出電壓。在一些拓撲結(jié)構(gòu)里，可在變壓器上繞上多重繞組以便輸出多種電壓值。一些變換器還會利用變壓器充當儲能器件，而其它的變換器仍需要獨立的電感器。它們的電源變換方式均為“直流-交流-直流”變換。
準諧振零電流/零電壓開關(guān)
在準諧振零電流/零電壓開關(guān)（quasi-resonantzero-current/zero-voltageswitch，ZCS/ZVS）將電能拆分為一定大小的“封包”形式輸出，開關(guān)的開通和關(guān)斷發(fā)生在零電流點和零電壓點，而形成一個無損耗開關(guān)。準諧振開關(guān)，也稱作“谷值開關(guān)”，可從以下兩方面降低電磁干擾：
當電壓值降到最低值（于谷值時）使雙極型開關(guān)器件開關(guān)動作以將硬開關(guān)效應產(chǎn)生的電磁干擾降到最低。
當檢測到谷值時，使開關(guān)動作，而非是通過固定的周期/頻率觸發(fā)開關(guān)器件，引入了將射頻發(fā)射頻譜分離的自然頻率抖動來降低整體的電磁輻射。
HF-SMPS和FT-SMPS是什么意思
HF-SMPS——高頻率開關(guān)電源系統(tǒng)
FT-SMPS——快瞬變開關(guān)電源系統(tǒng)
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