由于擁有較高的效率和較高的功率密度，開關(guān)電源在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的使用越來越普及。特別是隨著控制芯片的應(yīng)用，開關(guān)電源的電路設(shè)計(jì)得到了極大的簡化，往往只需要在脈寬調(diào)制（PWM）控制芯片的基礎(chǔ)上再加一些外圍器件即可組成開關(guān)電源，這更加促進(jìn)了開關(guān)電源的設(shè)計(jì)和發(fā)展。從種類來看，開關(guān)電源主要包括交流-直流（AC-DC）轉(zhuǎn)換器和直流-直流（DC-DC）轉(zhuǎn)換器兩大類型。前者是將輸入為50/60Hz的交流電經(jīng)過整流、濾波等步驟將其轉(zhuǎn)換為直流電壓，后者廣泛用于對系統(tǒng)中的直流電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換和分配。

　　根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，DC-DC轉(zhuǎn)換器包括降壓（Buck）、升壓（Boost）、降壓-升壓（Buck-Boost）、反激（Flyback）、正激（Forward）、推挽（Push-Pull）、半橋（HB）和全橋（FB）等不同類型。不同類型DC-DC轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)各不相同，并且往往有著不同的適用領(lǐng)域。例如，降壓、升壓和降壓-升壓轉(zhuǎn)換器非常適合于無需電氣隔離的低壓控制應(yīng)用，而反激式轉(zhuǎn)換器則非常適合多輸出、高電壓的電源應(yīng)用，這些應(yīng)用中使用的離線式開關(guān)電源工作在110V/220V主電源，并通過使用變壓器來取代濾波電感從而實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

　　對于離線式開關(guān)電源而言，低成本是它的一個(gè)重要目標(biāo)。對于其中所用的PWM控制器而言，設(shè)計(jì)人員可以選擇不同的架構(gòu)，如固定頻率（FF）和準(zhǔn)諧振（QR）等。對于前者而言，它的開關(guān)頻率固定，其輕載能效和滿載能效都處于正常范圍，工作模式方面可以是連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM）或非連續(xù)導(dǎo)電模式（DCM）。對于后者而言，它的開關(guān)頻率可變，其滿載能效  ，但在輕載時(shí)則由于谷底跳變問題（噪聲），它的工作模式是邊界導(dǎo)電模式（BCM，亦稱臨界導(dǎo)電模式，CRM）。在變壓器尺寸方面，固定開關(guān)頻率架構(gòu)屬于正常，而準(zhǔn)諧振架構(gòu)則較大；但準(zhǔn)諧振架構(gòu)的電磁干擾較小，而固定開關(guān)頻率架構(gòu)則較大。對于這兩種架構(gòu)而言，都面臨著相同的問題，就是必須提升在更寬輸入負(fù)載范圍下的能效，并改善待機(jī)能效。

　　除了這兩種架構(gòu)，固定導(dǎo)通時(shí)間（FON）架構(gòu)近年來越來越多地受到業(yè)界矚目。在這種架構(gòu)下，峰值電流保持恒定，且可由用戶選擇；而開關(guān)頻率則會變化（改變關(guān)閉時(shí)間），以提供所需的輸出功率，它在頻率  時(shí)提供的輸出功率也就  。FON的工作原理如圖1所示。

　　圖1：固定導(dǎo)通時(shí)間（FON）架構(gòu)的工作原理

　　與固定開關(guān)頻率架構(gòu)一樣，固定導(dǎo)通時(shí)間架構(gòu)也支持CCM和DCM這兩種工作模式。它在這兩種模式下的輸出功率計(jì)算公式如下圖所示。如上所述，峰值電流Ipeak通過控制器來保持恒定，開關(guān)頻率Fsw則由反饋回路進(jìn)行控制，而要適應(yīng)不同的輸出功率需求，開關(guān)頻率會發(fā)生變化來滿足圖2中的等式。在缺少回路控制（短路，啟動(dòng)）時(shí)，開關(guān)頻率會被鉗位。

　　圖2：FON控制器在不同工作模式下的輸出功率計(jì)算

　　在滿載條件下，開關(guān)頻率則會增加，直至其碰到時(shí)序電容Ct鉗位。而在輕載條件下，峰值電流減小，開關(guān)頻率下降，這就限制了可聽噪聲的問題。在輕載時(shí)，由于開關(guān)頻率的下降，與開關(guān)頻率相關(guān)的損耗，如功率MOSFET輸出電容Coss和門電荷損耗以及泄漏感抗損耗也會減少。這樣一來，開關(guān)電源在輕載條件下的能效也會提高。因此，我們也可以得出結(jié)論，固定導(dǎo)通時(shí)間（FON）控制器可大幅提高開關(guān)電源在輕載條件下的能效。圖3對不同PWM控制器架構(gòu)進(jìn)行了比較。

　　圖3：反激開關(guān)電源中PWM控制器所涉及的不同控制器架構(gòu)比較