开关电源原理与设计是电力电子技术领域的重要分支，主要研究高效电能转换的电路拓扑、控制方法及工程设计。其核心原理通过高频开关器件（如MOSFET、IGBT）的周期性通断，配合电感、电容等储能元件实现电压/电流的变换与调节，相比传统线性电源具有效率高（通常>80%）、体积小、功率密度大的显著优势。典型设计内容包括：1.拓扑结构选择：Buck降压、Boost升压、反激/正激等拓扑特性分析2.控制策略：PWM调制、频率调制、闭环反馈设计3.关键器件选型：开关管损耗计算、磁性元件设计、EMI滤波4.保护电路：过流/过压/过热保护机制5.效率优化：软开关技术、同步整流应用该技术广泛应用于通信设备、工业控制、新能源系统等领域，是现代电子设备供电系统的核心解决方案。设计需兼顾理论计算与工程实践，涉及电力电子、自动控制、热力学等多学科知识融合。