開關電源因其在尺寸、重量、成本、效率和整體性能方面的優勢而被廣泛使用。

由于其性能，開關模式電源用于除最苛刻的應用之外的所有應用，為大多數形式的電子系統提供高效和有效的電源。

開關模式電源已成為電子領域公認的一部分，通常被稱為開關模式電源轉換器，或簡稱為開關電源。

開關模式電源術語

開關模式電源、SMPS、技術可以用許多類似的術語來指代。雖然它們都著眼于相同的基本技術，但它們指的是整體技術的不同元素：

開關電源，SMPS：術語開關模式電源通常用于表示可以連接到電源或其他外部電源并用于產生電源的物品。換句話說，它是一個完整的電源。

開關模式穩壓器：這通常僅指提供調節的電子電路。開關模式穩壓器將成為整個開關模式電源的一部分。

開關模式穩壓控制器：許多開關模式穩壓器集成電路中不包含串聯開關元件。如果電流或電壓電平較高，則情況確實如此，因為外部串聯開關元件將能夠更好地處理較高的電流和電壓電平，以及由此產生的功率耗散。

開關模式電源（SMPS）背后的基本概念是，通過使用開關穩壓器進行調節。它使用串聯開關元件，在關斷時將電流電源轉換為平滑電容器。

開關電源的基本概念

串聯元件導通的時間由電容器上的電壓控制。如果高于要求，則關閉串聯開關元件，如果低于要求，則打開。這樣，平滑電容器或儲能電容器上的電壓就保持在所需的水平。

開關模式電源的優缺點

任何技術的使用通常都是在幾個優點和缺點之間仔細權衡。開關模式電源也是如此，它提供了一些明顯的優點，但也有其缺點。

SMPS優勢

高效率：開關動作意味著串聯穩壓器元件處于開啟或關閉狀態，因此由于熱量消耗的能量很少，并且可以達到非常高的效率水平。

緊湊的：由于效率高、散熱水平低，開關電源可以做得更緊湊。

成本：使開關模式電源非常有吸引力的一點是成本。更高的效率和設計的開關特性意味著需要減少的熱量低于線性電源，從而降低了成本。從長遠來看，電源的開關特性意味著許多組件的成本較低。

靈活的技術：開關模式電源技術可用于在升壓或“升壓”應用或降壓“應用中提供高效率電壓轉換。

SMPS缺點

噪聲：開關模式電源上的開關動作產生的瞬態尖峰是最大的問題之一。如果尖峰沒有被正確過濾，尖峰可能會遷移到SMPS供電的電路的所有區域。此外，尖峰或瞬變會造成電磁或射頻干擾，從而影響附近的其他電子設備，特別是當它們接收無線電信號時。

外部組件：雖然可以使用單個集成電路設計開關模式穩壓器，但通常需要外部元件。最明顯的是儲液器電容器，但也需要濾波器元件。在某些設計中，串聯開關元件可以集成在集成電路中，但在消耗任何電流的情況下，串聯開關將是外部元件。這些組件都需要空間，并增加了成本。

需要專家設計：通常可以將一個有效的開關模式電源放在一起。確保其性能符合要求的規格可能更加困難。確保紋波和干擾水平保持不變可能特別棘手。

濾波：請仔細考慮SMPS的濾波，因為不良的設計會導致輸出端出現高噪聲和尖峰。

總的來說，開關模式電源是許多應用的理想選擇，從計算機到充電器，從實驗室設備到許多家用電子產品。成本、尺寸和效率是確保它們成為許多應用的支柱技術的關鍵因素。

審核編輯：黃飛