切換式電源(Switch Mode Power Supply, SMPS)的種類繁多，若依照電氣是否需要隔離可分為非隔離式(Non-Isolation)與隔離式(Isolation)，在非隔離式切換電源比較常見架構(Topology)包括降壓式(Buck)、升壓式(Boost)、升降壓式(Buck-Boost)。在隔離式切換電源比較常見架構包括返馳式(Flyback)、順向式(Forward)、半橋式(Half-Bridge)與全橋式(Full-Bridge)，這些切換式電源各有其優缺點與其適合的應用場合，今天我們就來淺聊一下雙開關順向式切換電源的架構、動作原理及其應用場合。
順向式與返馳式切換電源線路架構非常相近，順向式切換電源在二次側多了儲能電感與飛輪二極體(Free-Wheeling Diode)，其線路圖如下圖一所示，但其動作原理就差異很大了。返馳式切換電源是當開關導通時將能量儲存在變壓器，當開關截止時再透過變壓器將能量傳遞至二次側。而順向式切換電源就不一樣，它是當開關導通時將能量透過變壓器直接將能量傳遞到二次側。因此，順向式切換電源能處理的功率相對就比返馳式切換電源來的大。
順向式切換動作原理說明如下: 當切換開關導通時(Q1, Turn-on)，此時二極體D1是導通的，電源的能量經由變壓器傳遞至二次側對儲能電感(L)與負載充電。當切換開關截止時(Q1, Turn-off)，此時二極體D1是截止的，儲存在電感的能量經由飛輪二極體D2對負載充電。其順向式切換電源的動作波形時序圖如圖二所示。
圖一、順向式切換電源架構(Note: 線路圖來源為電源設計技術資訊網站)
圖二、順向式切換電源的波形(Note: 波形來源為電源設計技術資訊網站)
從上述的順向式切換電源的動作原理可以得知，當輸出電壓比輸入電壓大時，變壓器一次側電流就會變大，相對的重置線路的損耗也會跟著變大，再來二次側整流二極體D1的電壓應力也會大增。因此，順向式切換電源通常會用應用在輸出為低壓電大流的場合。
由於順向式切換電源需要一組重置線路來重置變壓器裡的能量，一般重置線路會用重置線圈繞組或是RCD箝位線路來實現重置的動作，若使用重置線圈繞組必須反覆的調整線圈至合適的狀態將變壓器裡的能量重置，若使用RCD箝位線路相對重置線路繞組來的簡單，但其功率消耗相對較大，比較不適合應用在有要求效率要的場合。今天來介紹一雙開關順向式切換電源，其主要特色有可應用在高瓦數的場合、高效率、簡單的重置線路與開關應力為輸入電壓等特色。
線路如圖三所示，其動作原理如下:當Q1、Q2導通時，能量會透過變壓器傳遞至二次側並經過D1傳送至負載，此時D2、D3、D4是截止的。當Q1、Q2截止時，變壓器的線圈兩端極性改變，使得D1截止，D3、D4因變壓器極性改變而呈現導通並將電壓器裡的能量重置，此時二次側L對負載釋能且D2也因L極性改變的關係而呈現導通狀態，再來當Q1、Q2還是截止情況且變壓器能量也被重置時，D3、D4會變成截止的狀態，L持續對負載釋能且D2還是呈現導通狀態直到Q1、Q2再度導通。
圖三、雙開關順向式切換電源的線路(Note:線路來源為onsemi網站)
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