開關(guān)電源可以通過高頻開關(guān)模式很好的解決這一問題。對(duì)于高頻開關(guān)電源而言，ac輸入電壓可以在進(jìn)入變壓器之前升壓(升壓前一般是50-60 khz)。隨著輸入電壓的升高，變壓器以及電容等元器件的個(gè)頭就不用像線性電源那么的大。這種高頻開關(guān)電源正是我們的個(gè)人pc以及像vcr錄像機(jī)這樣的設(shè)備所需要的。需要說明的是，我們經(jīng)常所說的“開關(guān)電源”其實(shí)是“高頻開關(guān)電源”的縮寫形式，和電源本身的關(guān)閉和開啟式?jīng)]有任何關(guān)系的。
事實(shí)上，終端用戶的pc的電源采用的是一種更為優(yōu)化的方案：閉回路系統(tǒng)(closed loop system)——負(fù)責(zé)控制開關(guān)管的電路，從電源的輸出獲得反饋信號(hào)，然后根據(jù)pc的功耗來增加或者降低某一周期內(nèi)的電壓的頻率以便能夠適應(yīng)電源的變壓器(這個(gè)方法稱作pwm，pulse width modulation，脈沖寬度調(diào)制)。所以說，開關(guān)電源可以根據(jù)與之相連的耗電設(shè)備的功耗的大小來自我調(diào)整，從而可以讓變壓器以及其他的元器件帶走更少量的能量，而且降低發(fā)熱量。
反觀線性電源，它的設(shè)計(jì)理念就是功率至上，即便負(fù)載電路并不需要很大電流。這樣做的后果就是所有元件即便非必要的時(shí)候也工作在滿負(fù)荷下，結(jié)果產(chǎn)生高很多的熱量。
看圖說話：圖解開關(guān)電源
下圖1和2描述的是開關(guān)電源的pwm反饋機(jī)制。圖3描述的是沒有pfc(power factor correction，功率因素校正) 電路的廉價(jià)電源，圖4描述的是采用主動(dòng)式pfc設(shè)計(jì)的中高端電源。
圖1：沒有pfc電路的電源
圖2：有pfc電路的電源
通過圖1和圖2的對(duì)比我們可以看出兩者的不同之處：一個(gè)具備主動(dòng)式pfc電路而另一個(gè)不具備，前者沒有110/220 v轉(zhuǎn)換器，而且也沒有電壓倍壓電路。下文我們的重點(diǎn)將會(huì)是主動(dòng)式pfc電源的講解。
為了讓讀者能夠更好的理解電源的工作原理，以上我們提供的是非?；镜膱D解，圖中并未包含其他額外的電路，比如說短路保護(hù)、待機(jī)電路以及pg信號(hào)發(fā)生器等等。當(dāng)然了，如果您還想了解一下更加詳盡的圖解，請(qǐng)看圖3。如果看不懂也沒關(guān)系，因?yàn)檫@張圖本來就是為那些專業(yè)電源設(shè)計(jì)人員看的。
圖3：典型的低端atx電源設(shè)計(jì)圖
你可能會(huì)問，圖5設(shè)計(jì)圖中為什么沒有電壓整流電路?事實(shí)上，pwm電路已經(jīng)肩負(fù)起了電壓整流的工作。輸入電壓在經(jīng)過開關(guān)管之前將會(huì)再次校正，而且進(jìn)入變壓器的電壓已經(jīng)成為方形波。所以，變壓器輸出的波形也是方形波，而不是正弦波。由于此時(shí)波形已經(jīng)是方形波，所以電壓可以輕而易舉的被變壓器轉(zhuǎn)換為dc直流電壓。也就是說，當(dāng)電壓被變壓器重新校正之后，輸出電壓已經(jīng)變成了dc直流電壓。這就是為什么很多時(shí)候開關(guān)電源經(jīng)常會(huì)被稱之為dc-dc轉(zhuǎn)換器。
饋送pwm控制電路的回路負(fù)責(zé)所有需要的調(diào)節(jié)功能。如果輸出電壓錯(cuò)誤時(shí)，pwm控制電路就會(huì)改變工作周期的控制信號(hào)以適應(yīng)變壓器，最終將輸出電壓校正過來。這種情況經(jīng)常會(huì)發(fā)生在pc功耗升高的時(shí)，此時(shí)輸出電壓趨于下降，或者pc功耗下降的時(shí)，此時(shí)輸出電壓趨于上升。