電源是整個電路構成的核心部分之一，一個電路必須有完善的電源系統支撐才能發揮作用。 特別是在復雜的項目中，往往同時涉及多個電源系統，各電源系統之間涉及啟動順序、耦合、電源干擾、完整性設計等；單個電源系統內部也涉及直流交流轉換、電壓轉換、信號線與地線耦合等。

如上圖所示，電源可以基于電壓轉換的輸入輸出分為三個大類： AC-DC（整流） 、 DC-DC 、 DC-AC（逆變） 。其中DC-DC在小信號電路中使用較多，另外兩個在電子電力系統中使用較多。AC-DC最常見的應用就是在我們需要給電路板引入市電時，這時候往往需要使用AC-DC來實現220V到所需直流電壓的轉化。DC-AC在光伏行業、電動機行業使用較多。

DC-DC的應用則更加廣泛和常見，接下來將對DC-DC進行進一步地說明。

1、LDO與開關電源

如圖所示，DC-DC可以分為 LDO（低壓差線性穩壓器） 和開關電源兩種。其中，前者是利用比較器比較參考電壓與實際輸出電壓的差值，進而調控輸入電壓的大小，負反饋地實現實際輸出電壓與參考電壓相同。

LDO原理示意圖

后者則利用二極管、電容、電感等基礎元件組成的拓撲實現輸入能量的存儲與泄放，進而使得輸出電壓增加或者降低。

BUCK電路拓撲

LDO與開關電源相比的優缺點：

1、效率

開關電源的效率高于LDO電源 ，因為開關電源的開關元件將輸入電壓轉換成高頻脈沖，通過濾波和調整后得到輸出電壓，可以達到較高的轉換效率。而LDO電源的效率相對較低，因為晶體管調整輸出電壓時需要通過一個反饋回路進行控制，這個回路會有一定的功耗。

2、成本

開關電源的成本相對較高 ，因為開關電路需要比較復雜的電路設計和較高的元器件成本。而LDO電源的成本相對較低，因為電路比較簡單，元器件成本也相對較低。

3、穩定性

LDO電源的穩定性相對較高 ，因為晶體管控制輸出電壓時可以通過反饋回路進行精確控制。而開關電源的穩定性相對較差，因為開關電路中存在開關元件的導通和截止，會對輸出電壓產生一定的波動和擾動。

4、適用環境

LDO只能用來降壓、開關電源既可以用來升壓也可以用來降壓 （BUCK-BOOST拓撲）。

2、隔離型與非隔離型

隔離型與非隔離型最大的差異在于轉換前后是否進行了電路隔離。 對于隔離，我們可以理解為：輸入端與輸出端是否未經電壓器，直接進行了電路連接；也有說法是通過判斷輸入端與輸出端是否共地連接來判斷是否隔離。

典型的隔離型電源——反激電源

如上圖所示，由于輸入端與兩個輸出端通過變壓器進行分割，故被稱為隔離型電源電路。（輸入輸出經過電壓器進行連接/輸入端與輸出端未共地連接）

隔離型與非隔離型相比的優缺點：

1、效率

非隔離型的效率高于隔離型 ，這主要是因為隔離型電源的輸入、輸出端依靠變壓器進行連接，變壓器必然帶來一定的電路損耗，導致轉化效率下降。

2、安全性與抗干擾性

隔離型的安全性與抗干擾性更高 ，這是由于隔離型電源可以將輸入端、輸出端進行隔離，在電路上兩者是隔開的。對于隔離型電源來說，當一端的電路出現異常后，另一端所受的影響較小。

3、成本

隔離型的成本高于非隔離型 ，隔離型電源的需要額外的變壓器，這直接提升了成本。此外，隔離型電源的體積也相對較大。

4、適用環境

隔離型可以單路輸入多路輸出，非隔離型只能單路輸出。

3、正激與反激

正激與反激的區別主要在于變壓器輸入端與輸出端的極性匹配。如果變壓器輸入端與輸出端同極性，則為正激電源，反之為反激電源。

正激電源（圖源水印）

對于正激電源來說，輸入端和輸出端是同時開啟同時關閉的。 當開關MOS打開時，輸入端能量直接傳導給輸出端，整個電路構成一個 BUCK電路 。正激電源需要一個額外的初級線圈來防止反電動勢把開關管擊穿（也稱磁復位電路或去磁電路）。

反激電源（圖源水印）

對于反激電源來說輸入端和輸出端的開關狀態恰好相反。 這是由于變壓器兩端為異名端，所以當主線圈導通時，副線圈端由于二極管D4的反向關閉而不導通。整個電路可以被類比為一個BUCK-BOOST****電路 。

4、電感方式與電容方式

電感方式與電容方式最大的區別在于電源電路中是否有電感元器件 ，若有則為電感方式，若無則為電容方式。

電容方式又稱為電荷泵，是一種特殊的不需要電感儲能便實現電壓轉換的DC-DC電路。

電荷泵倍壓電路示意圖

電荷泵倍壓電路的原理 ：

第一階段，開關S1和S2閉合，電源給儲能電容C1充電至V IN ；第二階段，開關S3和S4閉合，由于電容兩端電壓不能突變，儲能電容C1充電至2V IN ，所以C0兩端的輸出電壓為2V IN ，達到了倍壓的目的。