开关电源（SMPS）通过高频开关与能量传递网络实现小型化与高效率。无论是 AC-DC 适配器、服务器电源还是车载 DC-DC，其核心都由功率级、磁性器件、控制与驱动、取样与反馈、EMI 与安规、防护与启动、热与结构几大模块及相应元器件构成。本文系统梳理关键器件与选型要点，帮助工程师快速建立“从拓扑到 BOM”的完整认识。

1. 功率级器件：能量转换的“肌肉”

1. 功率开关器件

• MOSFET/IGBT：决定效率与功率密度。关注 Vds/Vce 余量、Rds(on)/Vce(sat)、Qg、Eoss、反向恢复、SOA。高压段常选超结 MOS；高频大功率可评估氮化镓 GaN。

• 同步整流 MOS：替代肖特基以降低二次侧损耗，关注 导通电阻、驱动时序、体二极管特性。

• 二极管：肖特基/超快恢复（UF/FRD），关注 反向耐压、Ir、trr、功耗。

2. 箝位与吸收

• RCD 吸收、TVS、RC Snubber、主动箝位（ACF）：抑制漏感尖峰与振铃，保护开关与提升 EMI 余量。RC 取值需兼顾过冲、损耗与热。

2. 磁性器件：能量传递与储能的“心脏”

1. 变压器/电感

• 反激/正激/LLC 等拓扑所需主变压器或谐振电感（或等效漏感），关键在 磁芯材质（铁氧体）、尺寸、气隙、饱和磁通密度、绕组铜损、漏感。

• 升/降压电感：关注 饱和电流 Isat、额定电流 Irms、直流电阻 DCR、等效串联电阻 ESR、散热。

• 共模/差模电感：位于 EMI 滤波，抑制传导骚扰。

2. 选型要点

• 高频下铜损∝I²·DCR、铁损∝f、ΔB；温升约束磁芯体积与线径。

• 交直流叠加工况需核对 Isat 与温漂；谐振拓扑核对 Lr/Lm 比与容差。

3. 控制与驱动：让功率级“听话”

1. 控制器 IC

• 电压/电流/峰值电流/平均电流控制、PFM/PWM、谷底导通、准谐振、LLC 等策略。关注 Vref 精度、CS 偏置、频率抖动、保护集（OCP/OVP/UVLO/OTP）。

• PFC 控制器（临界/连续导通/数字 PFC）：满足高功率与法规（如能效、谐波）。

2. 驱动器

• 栅极驱动 IC（单端、半桥、隔离驱动）：关注 驱动电流、传播延迟、欠压锁定 UVLO、共模瞬变抗扰 CMTI。

• 自举电容/二极管：半桥/全桥上管驱动必备，校核 dv/dt、纹波。

4. 取样与反馈：让输出“精准稳定”

1. 电压反馈

• TL431/精密基准 + 光耦（AC-DC 隔离反馈），或分压+误差放大（非隔离 DC-DC）。分压电阻需在 偏置电流、噪声、待机功耗间权衡。

• 补偿网络（Rc/Cc/Cp 或 Cff）：设定环路零极点，保障交叉频率与相位裕度。

2. 电流取样

• 分流电阻/磁阻/霍尔/变压器取样：关注 功耗、带宽、共模范围与采样噪声。峰值电流模式需抑制次谐波振荡（斜率补偿）。

5. EMI 与安规：让产品“合法上市”

1. 输入滤波

• X 电容（安规抑制线间）、Y 电容（线-地泄放）、共模电感、差模电感：满足 CISPR 传导/辐射限值。

• 共模电容/屏蔽层：变压器屏蔽层或 Y-cap 路由优化可降共模噪声。

2. 安规与绝缘

• 保险丝、NTC 热敏电阻（浪涌抑制）、MOV 压敏（雷击浪涌）、孤岛电容；变压器需满足 爬电距离、绝缘系统等级。

• 爬电/电气间隙、接地、安规间隙槽：对应家电/信息类标准。

6. 防护与启动：让电源“抗风险”

• 软启动（SS 电容）、欠压/过压/过流/过温保护、短路与打嗝模式。

• 启动电阻/高压启动 IC/辅助绕组：权衡启动时间与待机功耗。

• 输出侧 TVS/二极管 ORing/浪涌电流限制：保护负载与接口。

7. 电容家族：决定纹波、瞬态与寿命

• 输入电解电容：承受整流纹波与高频纹波电流，关注 纹波电流、等效串联电阻 ESR、寿命（温度系数）。

• 高频旁路 MLCC：就近去耦 MOSFET 与控制 IC，关注 谐振频率 SRF、偏压容量衰减。

• 薄膜电容：PFC/LLC/吸收回路常用，ESR 低、耐纹波。

• 输出侧电容：与磁性器件共同设定 输出纹波、负载瞬态；同步整流下常配 低 ESR 固态电容/MLCC 阵列。

8. 电阻与小器件：细节见功夫

• 分压/取样/栅极电阻、阻尼电阻、Bleeder 放电、NTC/PTC 温度补偿。

• 精密电阻用于反馈与电流检测，关注 温漂、容差、脉冲负载。

• 二极管类：整流、快速恢复、肖特基、阻尼二极管、续流二极管；注意 反向耐压与 trr。

9. 热设计与结构：效率之外的第二战场

• 散热器、导热垫/胶、铜厚/铜铺、风道设计：校核 RθJA/RθJC。

• 器件布局：开关回路最小化、功率回路与信号回路分区、FB 远离开关节点、Kelvin 取样。

• 机械与装配：磁件浸漆、变压器胶带层数、器件固定与震动可靠性。

10. 常见拓扑与器件速配指引

• 反激（Flyback）：<100W 宽输入 AC-DC；器件：HV MOS、RCD/TVS、光耦+TL431、主变压器、输入/输出电解+MLCC、EMI 滤波。

• 正激/半桥/全桥：中高功率；器件：驱动器、同步整流、主动钳位或 LLC 磁件、薄膜电容。

• Buck/Boost/Buck-Boost（车载与板级）：低压大电流；器件：低 Rds(on) MOS、功率电感、低 ESR 输出电容、精准电流采样、同步整流。

• LLC 谐振：高效率与低噪声；器件：半桥/全桥 MOS（或 GaN）、谐振电容、电感/漏感匹配、零电压开关（ZVS）配合的驱动。

11. 选型清单（可直接复用）

• 额定与余量：电压×1.3~1.6，电流/温升与寿命校核。

• 效率优先：MOSFET Rds(on)/Qg、整流方式（同步优于二极管）、磁件损耗。

• EMI 与安规：X/Y/Cm、屏蔽、接地策略、爬电间距。

• 环路稳定：补偿参数、跨导裕量、负载阶跃/线阶跃测试。

• 环境与可靠性：高低温、浪涌、EFT、ESD、湿热与盐雾；电解寿命。

• 制造一致性：关键参数容差与替代料库（第二/第三来源）。

12. 示例 BOM 速览（思路示意）

• 65W 反激 AC-DC：整流桥+NTC+MOV+X/Y/Cm → 主 MOS（650V）+RCD/TVS → 主变压器 → 次级同步整流 MOS → 输出固态/MLCC → TL431+光耦反馈 → EMI 滤波与外壳接地 → 保险丝与安规辅材。

• 12V→5V/10A 同步 Buck：控制/驱动一体芯片 → 双 MOS（上/下）→ 8~15µH 电感（Isat>15A）→ 低 ESR 聚合物电容阵列 → 分流电阻取样 → RC Snubber → 布局最短电流环。

结语

开关电源的本质是高频能量整形：功率器件决定“能量如何切换”，磁件决定“能量如何搬运”，控制与反馈决定“输出是否稳”，EMI 与安规决定“能否上市”，热与结构决定“能否长寿”。理解每类元器件的角色与选型指标，配合合理拓扑与布局，才能做出高效率、低噪声、可靠耐用的电源方案。

需要更落地的建议？告诉我你的功率、输入/输出、拓扑或芯片型号、体积/效率目标，我可以给出一份定制化器件清单与关键参数区间，并附带布局要点检查表。