前言
台式机的电源有时也称为银盒（如图1），可提供台式机所需的所有电能。正常操作时必须提供一系列直流电源电压：12V、5V及3.3V的供电电压;5V的待机电压及一个精度稍低的12V低电流电压。12V、5V和3.3V的供电电压必须能够提供20A或更高的电流，同时保证电压的精度在± 5%以内。最大负荷下的平均效率约为70%，所以如果给负载提供300W的功率，约有100W会被浪费而转化为热能，而这些热能必须通过散热片和风扇排出。
5V的待机电源在正常模式和待机模式下都要启动。两种模式下的精度必须都保持在± 5%，并且能够提供4A或更大的电流。
在待机模式下，除了5V的待机电源，其他所有的电源都要切断。新的能源标准，如Energy Star（美国环境保护署的能源之星）和80PLUS（Ecos consulting），都要求台式机电源的待机功耗要小于2W。如果待机电源符合“Blue Angel”（蓝色天使）规范，那么它在负载为0.5W时的效率至少要达到50%。
可以看到，最近电源发展的趋势是高功率密度及低电源噪声。这就要求改进效率，因为可以使用的风扇数量有了限制。另外，低噪声电源的发展趋势要求降低风扇转速甚至弃用风扇。这就产生了以下问题，即是否可以通过标准布局实现上述目的，或者能否找到一个更为明智而又不会大幅增加成本的方法达到此目的。
标准布局
台式机电源最为常用的布局如图2所示。这是一个由多个输出绕组和耦合线圈构成的单晶体管前向转换器。它还有一个附加的复位绕组用于复位变压器，复位绕组和初级绕组的匝数相同。复位电压等于输入电压，因此初级开关的最大漏电压可能是最大输入电压的两倍多，这使得初级开关的崩溃电压约为900V。只有一个输出电压可以通过初级开关的占空比来调节。其他的电压由变压器绕组和耦合线圈的匝数比来决定。次级侧的线圈耦合有助于减少交叉调整，但仍然不足以达到要求的精度。另外一个问题是匝数比并非始终合适。这使得3.3V的电源必须要使用一个额外的后置调节器以获得所需要的精度。目前采用的是线性调节器，显然它会造成额外能耗。在次级侧使用肖特基二极管可以降低二极管两侧的前向压降，从而降低能耗。直接同步整流也可以进一步降低能耗，可是如果必须保留后置调节来达到要求的精度，能否使其有效地应用于这种布局就是个问题了。
在待机模式下切断主电源（±12V，5V和3.3V）的唯一方法是关闭初级开关。因此，待机电源需要一个单独的转换器。通常我们使用反激式转换器。
新型可控开关概念
为台式机电源引入新概念的主要论据是要提高设计的简易度，满足未来电源标准中更高的功率密度和效率要求，同时把成本增加控制在最低限度。如图3所示，可以通过引入额外的开关降低总成本。乍一看好像有些自相矛盾，尤其是考虑必须由双向开关来部分取代次级侧的整流二极管时。这些开关可以双向阻挡电压，但其电阻却是同样用途的单个MOS晶体管的4倍。另外，这些开关需要进行控制，并且比肖特基二极管要贵很多，很明显这是一个缺点。但是，通过使用这些开关，可以相应地降低成本并且获得若干优点，从而达到总体成本的优化。下面首先解释如何应用这些开关，然后会介绍该布局的优点。
当所有输出在连续导通模式下运行时，占空比的简单表达式为：
N是变压器的绕组比率，当然是一个定值。所以为了使输出电压恒定，初级开关的占空比应该和输入电压成反比。这称为前馈调节。次级侧的整流二极管被双向开关取代。这提供了额外细调并且允许间断模式操作，该模式下的占空比要比连续导通模式中小并且也取决于负载电流。现在所有的输出都可以在次级侧独立地调节。在初级侧，采用一个启动的复位键以实现变压器的复位。
所有这些就构成了若干胜出标准结构的优点。
1． 初级开关的崩溃电压可以降到大约650V，一个崩溃电压为650V的开关比一个崩溃电压为900V的开关要便宜很多。启动复位键可以自动地把复位电压调节到所需的最小电压。由于前馈调节和启动复位键的结合，在输入电压高时复位电压低，反之亦然。初级开关的最大漏电压等于输入电压和复位电压之和，并且对于所有在要求范围内，即在150V和385V之间的直流输入电压，漏电压低于550V。
2． 后置调节器和单独待机转换器可以完全去除。待机输出和主转换器组合在一起，可以极大地降低成本和损耗。
3． 输出电压现在可以单独进行控制，几乎可以调整到等于或小于没有双向开关时的原值的任何值，提供了更高的精度和灵活性。
4． 不再有交叉调整的问题，因此一个输出电压可以在没有负载的情况下工作，而另一个可以在最大功率下工作，同时不会影响精度。
5． 通过使用复位键，最大
待机操作
按照最新的环境标准，像之前提到的Energy Star和80PLUS标准，待机电源的待机功率要小于2W。这可以通过最小化变压器的磁场来实现。这是因为铁芯损耗随着磁场的增大成平方级增大。因此在低负载时必须要减小磁场，这可以通过减少初级开关的接通时间来实现。一种减小接通时间的方法是从12V输出的次级绕组处获取5V的待机输出。次级绕组上的电压较高，因此占空比可以较小。然而测量结果显示这仍然不足以达到目标规范。所以低负载时的接通时间仍要进一步降低。在某一负载下，待机转换器开始以间断模式运行，此时占空比取决于负载电流。如果负载电流减小，占空比将会降低。解决方法是在待机模式下进一步降低初级开关的接通时间，即当初级开关的接通时间比次级侧长时，就缓慢降低它的接通时间。如果负载增加，且次级侧的接通时间一定比初级开关的实际接通时间长，那么初级开关的接通时间又会迅速增加。这样，初级开关的接通时间总是会调节到所需的最小值。另外由于需要始终保证零电压切换或接近零电压切换，要使最小接通时间和初级开关漏电压的谷值检测相结合。如果到达了最小接通时间，则可通过降低开关频率进一步减小损耗。
引入新型可控开关的概念可以使台式机电源更易于设计、更灵活和更精确。由于外部元件数最少、整合的待机功能和零电压切换，可以在成本增加最少的条件下完成设计。另一个优势在于，通过应用低电阻开关，可以更容易地调整电源，以适应未来高效率、高功率密度的要求。后者表明这一概念可应用于广泛的平台设计。
