今天我們來聊一聊開關電源，說到開關電源，電工和電氣工程師們肯定不會覺得陌生，如果注意觀察，其實生活也處處都有開關電源。例如筆記本電腦的適配器，手機的充電器，都是開關電源的一種。

目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用于LED照明、監(jiān)控設備、自動化設備、廣告燈箱以及景觀亮化等場所。開關電源合理的選擇使用，對我們的設備穩(wěn)定性及安全性息息相關，所以大家對于開關電源一定要有基本的認識。

什么是開關電源

開關電源也叫交直流轉換器，是指輸入是交流電源(例如市電)，而輸出是直流電源的設備。

例如工業(yè)上，經常要用到穩(wěn)定的24V直流開關電源，用來給PLC，各類傳感器，繼電器，觸摸屏，電磁閥等提供直流電源。就需要用到開關電源對輸入電壓及電流進行轉換。

為了方便安裝也有導軌式開關電源作為在工業(yè)自動化控制電路中與其他導軌式交流接觸器，繼電器可以方便排放。其實它與普通開關電源功能完全一樣的。

開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節(jié)省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會消耗電能。開關電源的高轉換效率是其一大優(yōu)點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數可能不高。

現代開關電源有兩種：一種是直流開關電源;另一種是交流開關電源。這里主要介紹的只是直流開關電源，其功能是將電能質量較差的原生態(tài)電源(粗電)，如市電電源或蓄電池電源，轉換成滿足設備要求的質量較高的直流電壓(精電)。直流開關電源的核心是DC/DC轉換器。因此直流開關電源的分類是依賴DC/DC轉換器分類的。也就是說，直流開關電源的分類與DC/DC轉換器的分類是基本相同的，DC/DC轉換器的分類基本上就是直 流開關電源的分類。

直流DC/DC轉換器按輸入與輸出之間是否有電氣隔離可以分為兩類：一類是有隔離的稱為隔離式DC/DC轉換器;另一類是沒有隔離的稱為非隔離 式DC/DC轉換器。

隔離式DC/DC轉換器也可以按有源功率器件的個數來分類。單管的DC/DC轉換器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)兩種。雙管DC/DC轉換器 有雙管正激式(DoubleTransistor Forward Converter)，雙管反激式(Double Transistor Flyback Converter)、推挽式(Push-Pull Converter) 和半橋式(Half-Bridge Converter)四種。四管DC/DC轉換器就是全橋DC/DC轉換器(Full-Bridge Converter)。

非隔離式DC/DC轉換器，按有源功率器件的個數，可以分為單管、雙管和四管三類。單管DC/DC轉換器共有六種，即降壓式(Buck)DC/DC轉換器 ，升壓式(Boost)DC/DC轉換器、升壓降壓式(Buck Boost)DC/DC轉換器、Cuk DC/DC轉換器、Zeta DC/DC轉換器和SEPIC DC/DC轉換器。在這六種 單管DC/DC轉換器中，Buck和Boost式DC/DC轉換器是基本的，Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC轉換器是從中派生出來的。雙管DC/DC轉換 器有雙管串接的升壓式(Buck-Boost)DC/DC轉換器。四管DC/DC轉換器常用的是全橋DC/DC轉換器(Full-Bridge Converter)。

隔離式DC/DC轉換器在實現輸出與輸入電氣隔離時，通常采用變壓器來實現，由于變壓器具有變壓的功能，所以有利于擴大轉換器的輸出應用 范圍，也便于實現不同電壓的多路輸出，或相同電壓的多種輸出。

在功率開關管的電壓和電流定額相同時，轉換器的輸出功率通常與所用開關管的數量成正比。所以開關管數越多，DC/DC轉換器的輸出功率越大，四管式比兩管式輸出功率大一倍，單管式輸出功率只有四管式的1/4。

非隔離式轉換器與隔離式轉換器的組合，可以得到單個轉換器所不具備的一些特性。