開關電源，也被稱為交換式電源或開關模式電源供應器（SMPS），是一種高效的電源轉換設備。與傳統(tǒng)的線性電源相比，它能夠在提供穩(wěn)定輸出電壓的同時，保持更高的能效。開關電源通過使用電力電子開關元件（如晶體管）進行快速的開關操作來控制能量的傳遞，從而實現(xiàn)對輸出電壓的穩(wěn)定調節(jié)。

開關電源通常接收交流電（AC）輸入，首先通過濾波電路去除噪聲，然后通過整流器將交流電轉換為脈動的直流電（DC）。

以TOP258電源芯片為例，這是由PI公司生產的一種電源管理芯片。在典型的應用中，TOP258與光耦合器PC817和TL431可控精密穩(wěn)壓源聯(lián)合使用，共同維持一個穩(wěn)定的輸出電壓。在此配置中，電阻R25和R11充當反饋元件，將輸出電壓的信息回傳給TL431。

TL431的作用相當于具有內部2.5V參考電壓的差分放大器。它與PC817光耦合器一起構建成一個光耦反饋電路。其工作原理如下：

當輸出電壓發(fā)生變化時，這個變化通過R25和R11這兩個電阻形成的分壓器被采樣，并與TL431內部的2.5V帶隙基準電壓做比較。比較結果在TL431的陰極形成一個誤差電壓，導致發(fā)光二極管（LED）的工作電流IF產生相應的改變。這個改變通過光耦合器傳遞，影響控制端電流IC的大小。隨后，TOP258會調整其輸出的占空比，以此來穩(wěn)定輸出電壓，確保其保持在設定值。

因此，開關電源的穩(wěn)壓機制是基于反饋電壓來控制開關的導通狀態(tài)。有些芯片除了具備電壓反饋環(huán)路外，還集成了電流環(huán)路，如UC3843，它們利用閉環(huán)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)更高精度的穩(wěn)壓輸出。

總結來說，開關電源通過輸入階段的整流濾波、高頻斬波、變壓器的變換與隔離、次級的整流濾波，以及反饋控制和PWM調制來實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。這些過程協(xié)同工作，確保了即使在輸入電壓波動或負載變化的情況下，輸出電壓也能保持穩(wěn)定。此外，現(xiàn)代開關電源的設計還注重提高能效和減小體積，使其成為現(xiàn)代電子設備中不可或缺的組件。