如何降低待机功耗、提高供电效率是一个亟待解决的问题。传统线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但存在着效率低(只有40% – 50%)、体积大、工作温度高及调整范围小等特点。相比之下开关电源效率可达85%以上，稳压范围宽，除此之外，还具备稳压精度高等特点，鉴于此，开关式稳压电源已被广泛运用，下文对其工作原理进行阐述。
一、开关式稳压电源工作原理
开关式稳压电源控制方式分为调宽式和调频式，在实际应用中，调宽式使用广泛，在实际开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数是脉宽调制型，基本原理：
对于单极性矩形脉冲而言，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Uo可由公式计算：
Uo = Um × T1 / T
式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。从上式看成，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路
1、基本电路：
交流电压经整流电路及滤波电路后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进入高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路已集成化，制成各种开关电源专用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关比例，以达到稳定输出电压的目的。
2、单端反激式开关电源
单端反激式开关电源典型电路如下图所示：
电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器T1初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器T1初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容C滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20-100W，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。单端反激式开关电源使用的开关管VT1承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20-200kHz之间
3、单端正激式开关电源
单端正激式开关电源典型电路如上图所示。形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感L1储存能量；当开关管VT1截止时，电感L1通过续流二极管VD3继续向负载释放能量。
在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可以输出50-200W的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为如此，电路实际应用较少。
4、自激式开关稳压电源
自激式开关稳压电源典型电路如上图所示，它是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。
当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2中感应出使VT1基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic开始减小，在L2中感应出使VT1基极为负、发射极为正的电压，使VT1迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器T3初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输入电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。此处如单端反激式开关电源那样，由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。
自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作用，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输入和输出相互隔离的优点。不仅适用于大功率，亦适用于小功率电源。
5、推挽式开关电源
推挽式开关电源典型电路如上图所示，它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通和截止，在变压器T次级绕组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100-500W范围内。
6、降压式开关电源
降压式开关电源典型电路如上图所示，当开关管VT1导通时，二极管VD1截止，输入的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极管VD1释放电感L3中储存的能量，维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。电路使用元件少，利用电感、电容和二极管即可实现。
7、升压式开关电源
升压式开关电源稳压电路如上图所示，当开关管VT1导通时，电感L4储存能量。当开关管VT1截止时，电感L4感应出左负右正的电压，该电压叠加在输入电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输入电压，形成升压式开关电源。
8、反转式开关电源
反转式开关电源典型电路如上图所示，此电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于还是低于输出端的稳定电压，电路均能正常工作。
当开关管VT1导通时，电感L5储存能量，二极管VD1截止，负载RL靠电容上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时，电感L中的电流继续流通，并感应出上负下正的电压，经二极管VD1向负载供电，同时给电容C充电。
以上阐述了脉冲宽度调制式开关稳压电源的基本工作原理和电路类型，实际应用中，会有各式实际控制电路，无论如何都是从这些基础上演变出来的。
三、单端反激RCC原理详解
RCC(Ringing Choke Converter)是一种非定频电源。
如上图所示为简单RCC原理图。V?为输入电源，R2、R3串联构成启动电阻，L2、L3、L4构成变压器，其中L2为初级绕组，L3为次级绕组，L4为反馈绕组，R14为输出电容的ESR(等效串联电阻：Equivalent Series Resistance)，Dz、R6和光耦构成反馈电路来稳压。
工作过程如下：上电以后，输入电压通过启动电阻R2、R3给电容C15充电，当C15上的电压达到开关管的开启电压时，开关管开始导通，电流随C15上的电压增加而增大，于是初级绕组上跟着产生一个电压，大小为L2 * di/dt，根据变压器原理可知反馈绕组L4上也会产生一个与匝数成正比的反馈电压，这里的极性是正反馈，所以反馈电压与C15上的电压叠加形成更高的栅极电压，使开关管导通电阻迅速减小，初级绕组上的电压迅速变大，这样反馈电压又迅速增大，如此循环，最终导致开关管迅速进入饱和导通状态。开关管饱和导通以后，输入电压全部加在初级绕组L2两端，L2的电流线性增大，增大的速度为Vin/L2。这个电流流过采样电阻R13，在其两端产生一个电压，这个电压达到0.7V时，三极管Q2开始导通，于是开始释放开关管栅极的电荷，栅极电压开始下降，当下降到足够低时，开关管开始退出饱和导通状态，进入线性工作区，于是开始了另一个正反馈，这个正反馈使开关管迅速进入截止状态而关断。在开关管饱和导通期间，初级产生了了一个电流，设为Ipp，因此变压器磁芯及气隙里建立了相应的一个磁场，我们知道磁场是存有能量的，所有变压器就存储一定的能量，用电感量和电流表达为0.5*L2*lpp*lpp。当开关管关断以后，这个能量会通过次级绕组及反馈绕组释放出来，反馈绕组功率很小，忽略不计，可以认为能量全部通过次级释放。根据能量守恒可以计算出初次级峰值电流之间的关系：
0.5*L2*Ipp*Ipp = 0.5*L3*Ips*Ips
Ips/Ipp = √(L2/L1) = 匝比
Ipp为初级峰值电流，Ips为次级峰值电流
释放能量期间，次级绕组电流下降的速度为Vo/L3，当电流下降至0时，磁场储能释放完毕。但是，由于开关管的寄生电容储存了电场能，于是这个电容将和初级电感产生正弦振荡，频率因开关管和变压器电感量而定，小功率的一般在1MHz左右，当开关管电压Vds振荡足够低时，反馈绕组则振荡到足够高，以至开关管栅极电压达到开启电压，于是进入了下一个导通周期，如此周而复始，便使得开关管不断地导通-关断-导通-关断-……，形成了一个自激振荡转换器。这便是RCC工作过程的分析。
然后，来看看怎么稳压的？这里采用了简单的稳压管方式来稳压。稳压管串上光电耦合器。电压达到输出电压时，稳压管和光耦导通，占空比被稳定在合适的值从而稳定输出电压。
最后，来看看一些比较关键的元器件：
1、启动电阻R2、R3，刚开始上电的瞬间，开关管的驱动信号依靠这两个启动电阻。由于电压很高，所以采用两个串联，以保证功率降额和电压降额，保证可靠性。此电阻大小也有讲究。它们会对短路功率和空载功耗起关键作用。对于MOS开关管，此电阻可以取得很大，2M以上都没有问题。电阻值越大，短路功率和空载功耗也将越小。
注：大部分的Mos管中D极和S极存在一个二极管，如上图Q3中所示，此二极管叫寄生二极管。当电路中产生很大的瞬间反向电流时，就可以通过此二极管导出，保护了Mos管的D极和S极。如果没有该二极管，就有可能击穿该二极管。
由于Mos管工作频率比较高，所以它的寄生二极管工作频率也要高，即它的反向恢复时间很短(Trr)，所以也就相当于一个快速恢复二极管了。
另外如图中Q4所示，有些Mos管存在叫DZ的二极管，为什么有的有，有的又没有呢？原因在于Mos管属于绝缘栅场效应管，栅极是无直流通路，输入阻抗极高，极易引起净电荷聚集，产生较高的电压将栅极和源极之间的绝缘层击穿。早起生产的Mos管大都没有防静电的措施，所以在保管及应用上要非常小心，特别是功率较小的Mos管，由于功率较小的Mos管输入电容比较小，接触到静电时产生的电压较高，容易引起静电击穿。故小中功率Mos管在内部的栅极和源极有一个保护的稳压管DZ，把静电钳位于保护稳压二极管的稳压值以下，有效的保护了栅极和源极的绝缘层，不同功率、不同型号的Mos管其保护稳压二极管的稳压值是不同的。
而近期的增强型大功率Mos管则有比较大的区别，首先由于功率较大输入电容也比较大，这样接触到静电就有一个充电的过程，产生的电压较小，引起击穿的可能较小，故此类Mos管就没带保护二极管。
2、C15，此电容为隔直电容，但其作用可不只是隔直，对短路功耗也有影响。取值大小应合适，太大了影响正反馈强弱，可能不起振，太小了也可能导致短路时不打嗝，徒增短路功耗。
3、其他功率器件选择和一般反激一样，不再赘述。