定义
开关电源（Switch Mode Power Supply，简称 SMPS）是一种高频化电能转换装置。其主要功能是将一种直流（DC）或交流（AC）电源转换为另一种稳定的直流电源输出。与传统的线性电源相比，开关电源通过控制开关器件（如晶体管）的导通和关断时间比例来调整输出电压，而不是像线性电源那样依靠电阻降压等方式。
工作原理
整流滤波：首先，对于交流输入电源，开关电源会通过整流桥将交流电转换为直流电。这一步就像一个筛子，把交流电的负半周翻转成正半周，形成脉动直流电。然后利用滤波电容将脉动直流电中的纹波滤除，得到相对平滑的直流电。例如，在常见的电脑电源中，220V 交流市电经过整流滤波后会得到约 300V 左右的直流电压。
开关控制：接下来，经过整流滤波后的直流电进入开关变压器的初级绕组。此时，开关管（一般是功率 MOSFET）在控制电路的驱动下，以高频（通常几十 kHz 到数 MHz）不断地导通和关断。当开关管导通时，电流流过初级绕组，变压器储存能量；当开关管关断时，初级绕组的电流消失，根据电磁感应定律，变压器的次级绕组会产生感应电动势。这个过程就像是一个 “能量搬运工”，通过快速地开关把能量搬运到变压器的另一侧。
输出整流滤波：变压器次级绕组输出的高频交流电需要再次进行整流和滤波，以得到稳定的直流输出电压。整流一般使用二极管或者同步整流电路（效率更高），滤波则是通过电容和电感组成的低通滤波器来去除高频纹波。例如，对于一个输出为 5V 的开关电源，经过输出整流滤波后，就可以得到稳定的 5V 直流电压供给负载使用。
特点
效率高：开关电源的效率通常可以达到 70% – 95%。这是因为开关电源工作在开关状态，晶体管在导通时几乎没有电阻损耗（导通电阻很小），在关断时几乎没有电流通过，从而大大减少了能量损失。相比之下，线性电源的效率一般较低，因为线性电源的调整管工作在放大区，会有较大的功率损耗。
体积小、重量轻：由于开关电源的工作频率高，变压器和滤波电感等磁性元件的体积可以做得很小。例如，在相同功率输出下，开关电源的变压器体积可能只有线性电源变压器体积的几分之一。这使得开关电源在很多对体积和重量有要求的设备中得到广泛应用，如笔记本电脑、手机充电器等。
可调节性强：通过改变开关管的导通时间（占空比），可以很方便地调节输出电压。这种调节方式使得开关电源能够适应多种不同电压要求的负载，并且可以实现输出电压的动态调整。例如，一些具有智能充电功能的手机充电器，能够根据手机电池的充电状态自动调整输出电压和电流。
应用领域
消费电子：几乎所有的消费电子产品都使用开关电源。如手机充电器，它可以将 220V 交流市电转换为适合手机电池充电的 5V 或 9V 等直流电压；还有笔记本电脑电源适配器，能够把交流市电转换为笔记本电脑所需的 19V 左右的直流电压。
工业控制：在工业自动化设备中，开关电源用于为各种控制器、传感器、电机驱动器等提供稳定的直流电源。例如，PLC（可编程逻辑控制器）的电源模块通常采用开关电源，以确保在复杂的工业环境下稳定工作。
通信设备：通信基站、交换机等设备需要大量稳定的直流电源来保证通信系统的正常运行。开关电源能够提供多个不同电压等级的输出，满足这些通信设备内部不同模块的供电需求。