程控開關電源要要比線性電源復雜得多。 下圖是典型的開關電源工作原理圖。

1.首先對220V/50Hz 的AC輸入，通過橋式整流器進行整流

2.儲能電容對整流后的波形進行濾波，提供未穩(wěn)壓的高壓DC，為下一步DC到DC轉換電路供電。

3. 功率晶體管開關將直流轉換為20 kHz - 200kHz高壓高頻脈沖。

4.根據(jù)輸出電壓的要求，選擇適當線匝比率的高頻脈沖電壓變壓器

5.這個變壓器將高頻脈沖高電壓整流成低電壓的脈沖。由于變壓器工作在高頻狀態(tài)下，通過變壓器鐵芯的能量與頻率成正比，因此，在開關電源中的變壓器體積可以遠小于同等功率的線性電源的變壓器，從而大幅度降低了電源的體積和重量。

6.雙二極管整流電路，將低電壓的脈沖調整為帶有紋波的直流，

7.LC (電感器-電容器)網(wǎng)絡進一步對帶有紋波的直流進行濾波，將其平均成為連續(xù)、穩(wěn)定的DC電壓輸出。

8.與線性電源一樣，差分信號放大器比較DC輸出電壓與參考電壓的差值，將輸出電壓穩(wěn)定在期望的設定值上。

9.調制器電路把差分信號放大器的信號轉換成高頻脈寬調制的波形，驅動開關電源晶體管。如果需要更多的輸出，就加大占空比;反之，就減小占空比。由于利用開關的占空比的不同控制輸出能量大小，因此，在開關上的損耗就會小得多。相比于線性電源，其節(jié)能效果是非常明顯的。

隨著開關電源的工作頻率越來越高，很多大功率的開關電源體積也能做得很小，例如安捷倫的N5700 750W/1500W系列可編程電源，只有1U的高度，標準機架寬度。而N8700 3.3KW/5KW 系列電源，也只有2U(接近10cm)的高度。即便同時并聯(lián)4臺5KW的電源，到達20KW的輸出功率，也只有不到0.5米的高度。相比于我們又是在很多工廠看到的裝在一個大機柜中的20KW電源，要小得很多。而且，由于這一系列電源的效率接近于90%， 功率因數(shù)更是達到了99%， 每年省下的電錢都可能是一大筆。

安捷倫N5700 和N8700 系列電源

在開關電源中，由于存在開關這樣的高頻器件，會產(chǎn)生比較高的紋波和噪聲。特別是由于大功率開關管往往固定在散熱器上，開關管與散熱器之間存在寄生電容，這樣，在開關管工作在高頻情況下時，會引起比較大的共模電流，從而可能會導致更大的噪聲。因此，對于普通的開關電源來說，無論是差模噪聲還是共模噪聲，都會高于線性電源一個數(shù)量級以上。

但隨著開關電源技術的發(fā)展，很多新的技術用在了高性能可編程開關電源中，使其噪聲大幅度下降。 安捷倫的有些高性能開關電源的噪聲指標， 甚至已經(jīng)與精密的線性電源相當。例如安捷倫的N6700系列模塊化電源系統(tǒng)，其密度約比同類的線性電源高出數(shù)倍。它擁有最高4個輸出，在1U高的封裝中提供總計高達1200瓦的輸出功率。 有些模塊的輸出噪聲完全與線性電源相當。例如N6762A 50V/100W 精密模塊，在滿負載的輸出情況下， 其噪聲僅為4mVpp / 0.5mVrms。

N6700 模塊化電源系統(tǒng)和N6705 直流電源分析儀