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开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析

第1页：前言：PC电源知多少

个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开

关电源（SwitchingModePowerSupplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将

会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。

●线性电源知多少

目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127

V或者220V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一

系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动

电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时

得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管

或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）

配图1：标准的线性电源设计图

2

配图：线性电源的波形

PlayStation/Wii/Xbox

尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、等游戏主机等等，但是

对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。

对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越

60Hz50Hz

低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是（有些国家是）频率

的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪

涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。

由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、

重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。

●开关电源知多少

AC

开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，输入电压可以在进入变压

器之前升压（升压前一般是50-60KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电

源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我

们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

PCclosedloopsystem

事实上，终端用户的的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统（）——负责

控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率

以便能够适应电源的变压器（这个方法称作PWM，PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）。所以说，开关电

源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能

量，而且降低发热量。

反观线性电源，它的设计理念就是