电源开关简单图解揭秘其功能之谜
导语：开关电源的核心功能是什么？它通过巧妙的方式将单一电平上的电压转换为用户所需的电流或电压。其工作原理基于精确控制晶体管全开与全关状态，这两种模式既能效率高又能节约能源，减少温升。
开关电源以功率半导体作为关键元件，通过周期性切换来调整输出电压。简而言之，它首先将交流变为直流，然后再次变回交流并最终整流为稳定输出。在这个过程中，我们可以分为四个阶段：
① 首先，将交流输入进行整流滤波，以产生纯净的直流。
② 接着，用高频脉冲宽度调制（PWM）信号来控制这些半导体器件，使其快速打开关闭，从直流转换成高速交流供给到变压器。
③ 变压器在其次级感应出高速交流后，再经过整流滤波，最终生成适合负载使用的直流。
④ 输出部分通过反馈机制，向控制系统发送信息，以调整PWM占空比，从而维持稳定的输出。
开关电源优势显著：体积小、重量轻（仅需线性供应商20-30%）、效率高（60-70%，远超30-40%线性供应商），抗干扰能力强、输出范围广且模块化设计。
作为一种新兴技术，开关電源提供了高效、轻便、高可扩展性的解决方案，但也伴随较大的噪声问题。下图展示了降压型開關電源工作原理：当開關K打开时，它允许储能感L和二极管D之间形成一个闭环路径，让储存在感L中的能量供给负载，同时对当前接通时间进行微调以实现稳定输出。当K关闭时，由于感L自感现象，保持了初步建立起来的一段回路，并继续供给负载。这一过程被称作“储能释放”，使得能够精细地控制输出电压。若利用检测到的实际输出值来调节这段时间，就达到了恒定特性的目标。
此外，还有保护机制用于保障设备安全，如欠/过充保护和热运行保护等，当发现异常情况时，可以自动限制当前或完全断绝输送以防止损害。
