開關(guān)模式電源(Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS)，又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個人電腦，而開關(guān)電源就進行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。

開關(guān)電源不同于線性電源，開關(guān)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(zhuǎn)換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開關(guān)電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是通過調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產(chǎn)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(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點，而且因為開關(guān)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(guān)電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

開關(guān)電源是一種高效、穩(wěn)定、可靠的電源，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。設(shè)計一款開關(guān)電源需要考慮多個因素，包括輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、效率、穩(wěn)定性等。本文將介紹如何設(shè)計一款開關(guān)電源。

一、確定輸入電壓范圍

首先需要確定開關(guān)電源的輸入電壓范圍。輸入電壓范圍應(yīng)該包括設(shè)備所需的所有電壓值。一般來說，輸入電壓范圍應(yīng)該比設(shè)備所需的電壓范圍稍微寬一些，以確保電源能夠正常工作。

二、確定輸出電壓和輸出電流

接下來需要確定開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流。輸出電壓應(yīng)該與設(shè)備所需的電壓相匹配，輸出電流應(yīng)該大于設(shè)備所需的電流。一般來說，輸出電壓應(yīng)該比設(shè)備所需的電壓高一些，以確保電源能夠正常工作。

三、選擇開關(guān)電源芯片

選擇合適的開關(guān)電源芯片非常重要。開關(guān)電源芯片應(yīng)該具有高效率、穩(wěn)定性和可靠性。同時，開關(guān)電源芯片應(yīng)該能夠滿足輸入電壓范圍、輸出電壓和輸出電流的要求。

四、設(shè)計開關(guān)電源電路

設(shè)計開關(guān)電源電路需要考慮多個因素，包括輸入電壓濾波、輸出電壓穩(wěn)定、過流保護、過壓保護等。下面是一些常用的開關(guān)電源電路設(shè)計技巧：

1. 輸入電壓濾波

輸入電壓濾波可以減少電源中的噪聲和干擾。一般來說，輸入電壓濾波電路包括電容器和電感器。電容器可以過濾高頻噪聲，電感器可以過濾低頻噪聲。

2. 輸出電壓穩(wěn)定

輸出電壓穩(wěn)定可以確保電源輸出的電壓穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。一般來說，輸出電壓穩(wěn)定電路包括反饋電路和穩(wěn)壓電路。反饋電路可以檢測輸出電壓，穩(wěn)壓電路可以調(diào)節(jié)輸出電壓。

3. 過流保護

過流保護可以防止電源輸出電流過大，保護設(shè)備免受損壞。一般來說，過流保護電路包括電流檢測電路和保護電路。電流檢測電路可以檢測輸出電流，保護電路可以切斷電源輸出。

4. 過壓保護

過壓保護可以防止電源輸出電壓過高，保護設(shè)備免受損壞。一般來說，過壓保護電路包括電壓檢測電路和保護電路。電壓檢測電路可以檢測輸出電壓，保護電路可以切斷電源輸出。

五、測試和調(diào)試

設(shè)計完成后，需要進行測試和調(diào)試。測試和調(diào)試應(yīng)該包括輸入電壓范圍、輸出電壓和輸出電流的測試，以及效率和穩(wěn)定性的測試。如果發(fā)現(xiàn)問題，需要進行調(diào)試和修改。

總結(jié)

設(shè)計一款開關(guān)電源需要考慮多個因素，包括輸入電壓范圍、輸出電壓和輸出電流、選擇開關(guān)電源芯片、設(shè)計開關(guān)電源電路、測試和調(diào)試等。通過合理的設(shè)計和調(diào)試，可以設(shè)計出高效、穩(wěn)定、可靠的開關(guān)電源。