開關電源可分為直流開關電源和交流開關電源，是按輸出來區分的，交流開關電源輸出的是交流電，而直流開關電源輸出的是直流電，這裡介紹的是直流開關電源。隨著相關元器件的發展，直流開關電源以其高效率在很多場合代替線性電源而獲得廣泛應用。
直流開關電源與線性電源相比一般成本較高，但在有些特別場合卻更簡單和便宜，甚至幾乎只能用開關電源，如升壓和極性反轉等。直流開關電源還可分為隔離的和不隔離的兩種，隔離的是採用變壓器來實現輸入與輸出間的電氣隔離，變壓器還便於實現多路不同電壓或多路相同電壓的輸出。
直流開關電源結構複雜，設計和分析都有較特別的一套理論和方法，這裡主要介紹6種基本的不隔離的直流開關電源結構形式和其特點，便於依據應用場合來選擇使用。
理想假定：為便於分析，常假定存在如下理想狀態
1. 電子器件理想：電子開關管Q和D的導通和關斷時間為零，通態電壓為零，斷態漏電流為零
2. 電感和電容均為無損耗的理想儲能元件，且開關頻率高於LC的諧振頻率
3. 在一個開關周期內，輸入電壓Vin保持不變
4. 在一個開關周期內，輸出電壓有很小的紋波，但可認為基本保持不變，其值為Vo
5. 不計線路阻抗
6. 變換器效率為100%
一、Buck變換器：也稱降壓式變換器，是一種輸出電壓小於輸入電壓的單管不隔離直流變換器。
圖中，Q為開關管，其驅動電壓一般為PWM(Pulse width modulation脈寬調製)信號，信號周期為Ts，則信號頻率為f=1/Ts，導通時間為Ton，關斷時間為Toff，則周期Ts=Ton+Toff，佔空比Dy= Ton/Ts。
Buck變換器有兩種基本工作方式：
CCM(Continuous current mode)：電感電流連續模式，輸出濾波電感Lf的電流總是大於零
DCM(Discontinuous current mode)：電感電流斷續模式，在開關管關斷期間有一段時間Lf的電流為零
1.1 CCM時的基本關係：
1.2 DCM時的基本關係：
DCM可分為兩種典型情況：
輸入電壓Vin不變，輸出電壓Vo變化，常用作電動機速度控制或充電器對蓄電池的恆流充電
輸入電壓Vin變化，輸出電壓Vo恆定，即普通開關穩壓電源
1.3 電感電流臨界連續的邊界：
1.3.1 輸入電壓恆定不變時：Vin=const
可畫出Buck變換器在Vin=const時的外特性曲線：
圖中虛線為電感電流臨界連續的邊界，內部為電流斷續區，外面為電流連續區。
理想情況下，在電流斷續區輸出電壓僅由佔空比Dy確定。實際電路中，因元器件的非理想化，在電感電流的連續區，Buck變換器的外特性也是下降的，即Io加大，Vo降低。為保持Vo不變，在Io增加時，要適當加大佔空比Dy。
1.3.2 輸出電壓恆定不變時：Vo=const
可畫出Buck變換器在Vo=const時的標么特性曲線：
圖中虛線為電感電流臨界連續的邊界，右上方為電流連續區，左下為電流斷續區。
在電感電流臨界連續時，若加大負載，則進入電流連續工作區；減小負載，則進入電流斷續區。
若負載不變，減小輸入電壓Vin，為使Vo不變，應加大Dy，也進入電流連續區。
二、Boost變換器：也稱升壓式變換器，是一種輸出電壓高於輸入電壓的單管不隔離直流變換器。
開關管Q也為PWM控制方式，但最大佔空比Dy必須限制，不允許在Dy=1的狀態下工作。電感Lf在輸入側，稱為升壓電感。Boost變換器也有CCM和DCM兩種工作方式。
2.1 CCM時的基本關係：
Q導通時為電感Lf儲能階段，此時電源不向負載提供能量，負載靠儲於電容Cf的能量維持工作；Q關斷時，電源和電感共同向負載供電，此時還給電容Cf充電。變換器必須接負載，不然會因能量不斷送到負載端而使Vo不斷升高而損壞。