第一课 什么是开关电源？

在正式开说之前呢，我要说几句，我希望能把知识转化为最简单的语言来描述，虽然有时候会有那么点不精准和不严谨，但是作为中学生都要学会的开关电源入门级课程，我还是希望能够做好这个按照我自己理解的稀里哗啦课程。哈哈哈哈。。放松一下，马上开始。

开关电源=开关+电源。

啥是开关？打个比方，家里用的灯的开关，你肯定知道。没错，就是一开一关的动作。那么，把你这个动作变快一点，你家的灯泡一亮一暗，当然了，你家的这个开关是机械的，不是电子的，速度快不到哪里去，所以你的肉眼可以看到变化的过程。那么假设你的开关是一个可以高速切换的开关，那么这个时候灯泡的亮暗是不是就超出了你的肉眼可观测范围？那你就看不到灯闪了。（当然了如果直流的LED灯，比如输出加入了滤波储能的电容会降低输出变化的幅度。）

所以开关电源中的开关，在电源界一般指的是由开关元件（如MOS管）进行的高频开关的动作，且这个动作进行了能量的传递，最终点亮了你家的灯泡（比如LED）。

那啥又是电源呢？为啥好多人一听电源，就说那不就是电池吗？电源按照我的理解哈，那就是一个稳定的源源不断提供能量的一个单元，可以为电池，也可以为一个稳定输出的变换电子设备，我们通常都会将电源默认指一个提供稳定输出的设备或者电路。电源不单单是开关电源（也叫SMPS），还有线性电源（也叫LDO）等吧。

SMPS-->>Switching Mode Power Supply-->>（开关模式电源）

LDO -->>Low-dropout regulator     -->>（低压差调节器）

与开关电源经常对比的一个名字叫线性电源，也叫串调，2000年之前在中国应用场景非常广泛，皮实稳定，发热严重，体积硕大。串调，就是串连进回路去，像一个水库的闸门一样，拧到一定的位置它就不动了，不像开关电源一直要切来切去的才能工作。

下面看一下线性电源的电路图：

MOS管此时工作在线性区，MOS处也可以用三极管替代。由于此时流过的电流与管压降的乘积为损耗部分，因此，如果压差太大，将导致发热严重而损耗器件，造成电源毁坏，所以，正如LDO的名字一般低压差电源，刚开始我还以为L是线性区的线Line的缩写呢，原来是低压差的LOW。所以，LDO稳态时，MOS的栅极电压基本是维持不变的，MOS工作在放大区，因其DS的电流随栅极电压在某一区间内线性变化，故又常称线性区。而开关电源工作时，栅极电压VGS是开关变化的，是工作在截止区和饱和区的。

看看网友是咋说的这两个的区别

整体来说呢，就是因为工作在MOS的区域不同，或者说根据MOS的特点特性设计的模式不同，才造成了一些差异，后续继续学习的过程中再回来思考这些问题吧。

线性电源说了一堆，是时候放一张开关电源的模型了，这只是开关电源中的一种，后面的课程将会认识开关电源的所有基本拓扑。请看下图为BOOST的开关电源模型：

简单看一下，开关切换着工作，工作在MOS的截止区和饱和区的，能进行能量变换的，一种变换电源电路，就是开关电源啦。

据说美国当年为了减小航天飞机上的电源重量，才开始发展开关电源技术，但现在开关电源也就用了几十年吧，那会儿芯片都不成熟，目前的欧美也是得益于电子器件技术的前期发展优势，形成了完备的生态链体系，我们后来者想居上，不是说要卖多少市值的产品，重点还是那些核心技术掌握在欧美那里，以开关电源为例，比如说仿真软件，都是外国造的，为啥我国一个也没有呢？一个是半导体器件大部分都是外国造的，你没有数据就没有生态。另一个是做这个软件吧，出了力也没人买单，我们都用破解的软件学习，没人会去付费，当然它的价格也是贼高的。还有一个严肃的问题，就是我们理解的技术可能真的没有那么深，可能造不出来这种锤子。

扯得有点远，所以，希望你入门的第一课，需要记住我们与外国的差距，连一个仿真软件都没有，当然我们也不用太伤心，大家好好努力，迟早会保持一个相对平衡的水平的。