电源按照转换原理分类，可分为线性电源和开关电源。我们对电源进行线性电源和开关电源分类的时候，其实要明确是AC/DC还是DC/DC。虽然这个分类是为了区分转化的原理。但是实现AC/DC功能的线性电源和开关电源，都是完整的交流转化为直流的过程吗，其中有些电路的一部分就是由DC/DC组成的。

有很多的课本、书籍、文章，直接会把线性电源特指“AC/DC的线性电源”， 什么是线性电源？线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。

AC/DC的线性电源和开关电源的特点区别如下：

AC/DC的线性电源先用工频变压器进行交流电降压，然后对其进行整流。通过变压器降压后电压已经比较低了，可以使用三端稳压器等电源芯片进行稳压。线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（与压降多少有关），需要加体积庞大的散热片。工频变压器体积也相对比较大，当要制作多组电压输出时，变压器体积会更大。

AC/DC开关电源的调整管工作在饱和和截止状态，因而发热量小，效率高。AC/DC开关电源省掉了大体积的工频变压器。但AC/DC开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波，在输出端并接稳压二极管有可能可以改善，另外由于开关管工作时会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源的纹波可以做得很小。开关电源通过不同的拓扑结构可以实现，降压、升压、升降压，而线性电源只能实现降压。

早期很多电源适配器都比较重，其转换原理就是AC/DC线性电源，其内部用的是工频变压器。AC/DC线性电源是先用变压器把交流电压进行降压，这种直接在市电进行降压的变压器，我们称为工频变压器，如图1.9所示。工频变压器也称作低频变压器，以示与开关电源用高频变压器有区别，工频变压器在过去传统的电源中大量使用。工频电力工业的市电标准频率，一般也称作市电（“市电”是指：城市里主要供居民使用的电源）频率，在我国是50Hz,其他国家也有60Hz的。可以改变这个频率交流电的电压的变压器,就是叫工频变压器了。工频变压器相对于高频变压器，一般体积比较大。所以有工频变压器实现的AC/DC线性电源体积也就比较大。

工频变压器

下图是典型的线性电源电路图，实现交流转直流的电源，市电交流220V经过变压器、整流器、电容滤波，由线性稳压管实现需要的输出电压，实例中实现 5V和-5V两个直流的输出。

典型的线性电源电路图

60年代开始，由于微电子技术的快速发展，出现了高反压的晶体管，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输出一个高压直流，作为电源转换电路的输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围，并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。下图是一个典型的单端输出反激式开关电源的功率部分原理图。

典型的单端输出反激式开关电源的功率部分原理图

交流/直流开关电源是需要先对交流电源进行整流滤波形成一个近似的直流高压，然后再通过控制开关管，产生高频的脉冲，通过变压器进行变压。交流/直流开关电源效率更高，体积更小。体积小的一个重要原因是高频变压器比工频变压器体积小很多。为什么频率越高，变压器体积越小？

变压器铁心材料都有饱和限制，所以磁场强度的峰值都有限制。而交流电的电流、磁场强度、磁通量都是正弦信号。我们知道，同样幅度的正弦信号，频率越高，信号的“变化率”的峰值也越大（正弦信号过零的瞬间是“变化率”的峰值，而信号峰值时变化率是0）。同时，感生电压又是由磁通量的变化率决定的。所以，同样的每匝电压，频率越高，需要的磁通量的峰值，就可以越小。但是上面已经说过，磁场强度的峰值是有限制的。故磁通量要求小了，铁芯的横截面积就可以小。上面的分析，是假定同样的每匝电压。而每匝电压这就和功率有关了。因此，也就是假定同样的功率。假如功率小一些，电流也就小一些，允许的导线细一些，电阻稍大一些，就允许增加匝数，这样，每匝的电压也就减小了，同样可以减小磁通量的要求。进而减小体积。还有，上面的分析，是假定材料一定，即饱和磁场强度一定。当然，如果采用了具有更高饱和磁场强度的材料，也可以减小体积的。我们知道，现在的变压器，和几十年前的同样规模变压器相比，现在的体积要小得多，就是因为现在采用了新型铁芯材料。

根据麦克斯韦方程，变压器线圈内的感生电动势E为