編者按：此係列文章是陶顯芳老師撰寫的《開關電源工作原理與設計》一書的部分內容，陶老師因為工作繁忙，全書尚未完稿，這是該書的第一章。陶老師在授權電子元件技術網發表的時候特別指出：希望工程師朋友閱讀過後多提寶貴意見，陶老師將參考大家的意見和建議完善這本書的寫作。謝謝大家的支持和閱讀！


幾種基本類型的開關電源
顧名思義，開關電源就是利用電子開關器件（如晶體管、場效應管、可控矽閘流管等），通過控製電路
，使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”

，讓電子開關器件對輸入電壓進行脈衝調製，從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換
，以及輸出電壓可調和自動穩壓。

開關電源一般有三種工作模式：頻率
、脈衝寬度固定模式，頻率固定、脈衝寬度可變模式，頻率、脈衝寬度可變模式。前一種工作模式多用於DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；後兩種工作模式多用於開關穩壓電源。另外
，開關電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式
、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用於DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換
；後兩種工作方式多用於開關穩壓電源。

根據開關器件在電路中連接的方式，目前比較廣泛使用的開關電源，大體上可分為：串聯式開關電源、並聯式開關電源
、變壓器式開關電源等三大類。其中

，變壓器式開關電源（後麵簡稱變壓器開關電源）還可以進一步分成：推挽式


、半橋式

、全橋式等多種
；根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式
、反激式、單激式和雙激式等多種
；如果從用途上來分
，還可以分成更多種類。 

下麵我們先對串聯式、並聯式、變壓器式等三種最基本的開關電源工作原理進行簡單介紹，其它種類的開關電源也將逐步進行詳細分析。

串聯式開關電源
串聯式開關電源的工作原理

圖1-1-a是串聯式開關電源的最簡單工作原理圖，圖1-1-a中Ui是開關電源的工作電壓，即：直流輸入電壓；K是控製開關
，R是負載。當控製開關K接通的時候，開關電源就向負載R輸出一個脈衝寬度為Ton
，幅度為Ui的脈衝電壓Up；當控製開關K關斷的時候，又相當於開關電源向負載R輸出一個脈衝寬度為Toff，幅度為0的脈衝電壓。這樣，控製開關K不停地“接通”和“關斷”，在負載兩端就可以得到一個脈衝調製的輸出電壓uo 。

圖1-1-b是串聯式開關電源輸出電壓的波形
，由圖中看出
，控製開關K輸出電壓uo是一個脈衝調製方波，脈衝幅度Up等於輸入電壓Ui

，脈衝寬度等於控製開關K的接通時間Ton
，由此可求得串聯式開關電源輸出電壓uo的平均值Ua為：







式中Ton為控製開關K接通的時間，T為控製開關K的工作周期。改變控製開關K接通時間Ton與關斷時間Toff的比例，就可以改變輸出電壓uo的平均值Ua 。一般人們都把 稱為占空比（Duty），用D來表示，即：



或
串聯式開關電源輸出電壓uo的幅值Up等於輸入電壓Ui，其輸出電壓uo的平均值Ua總是小於輸入電壓Ui，因此

，串聯式開關電源一般都是以平均值Ua為變量輸出電壓。所以
，串聯式開關電源屬於降壓型開關電源。

chuanlianshikaiguandianyuanyeyourenchengtaweizhanboqi，youyutagongzuoyuanlijiandan，gongzuoxiaolvhengao，yinciqizaishuchugonglvkongzhifangmianyingyonghenguang。liru，diandongmotuochesudukongzhiqiyijidengguangliangdukongzhiqideng
，doushishuyuchuanlianshikaiguandianyuandeyingyong。ruguochuanlianshikaiguandianyuanzhidanchunyongyugonglvshuchukongzhi，dianyashuchukeyibuyongjiezhengliulvbodianlu，erzhijiegeifuzaitigonggonglvshuchu
；但如果用於穩壓輸出
，則必須要經過整流濾波。

串聯式開關電源的缺點是輸入與輸出共用一個地

，因此


，容易產生EMI幹擾和底板帶電，當輸入電壓為市電整流輸出電壓的時候，容易引起觸電
，對人身不安全。