在电子产品中，调节器是可以不断调节功率输出的设备或机构。电源领域有多种稳压器可用。但主要是在DC到DC转换的情况下，有两种类型的调节器可用：线性或开关式。
甲线性调节器调节使用电阻的电压降，并且由于这种线性调节器提供以热量的形式下的效率和输功率的输出。
另一方面，开关稳压器使用电感器，二极管和电源开关将能量从其源传递到输出。
共有三种类型的开关调节器。
1.升压转换器（升压调节器）
2.降压转换器（降压稳压器）
3.逆变器（反激式）
在本教程中，我们将描述开关 降压稳压器电路。我们已经在上一教程中介绍了降压稳压器设计。在这里，我们将讨论Buck转换器的不同方面以及如何提高其效率。
降压和升压稳压器之间的区别
降压和升压调节器之间的区别在于，在降压调节器中，电感器，二极管和开关电路的位置与升压调节器不同。同样，在升压调节器中，输出电压高于输入电压，而在降压调节器中，输出电压低于输入电压。
甲降压拓扑结构或降压转换器是在SMPS中使用的最常用的基本拓扑结构中的一个。在需要将较高的电压转换为较低的输出电压时，这是一个普遍的选择。
与升压调节器相同，降压转换器或降压调节器由一个电感器组成，但是电感器的连接在输出级而不是在升压调节器中使用的输入级。
因此，在许多情况下，我们需要根据要求将较低的电压转换为较高的电压。降压稳压器将电压从较高电势转换为较低电势。
降压转换器电路的设计基础
在上图中，显示了一个简单的降压稳压器电路，其中使用了电感，二极管，电容器和开关。输入直接跨交换机连接。电感器和电容器跨接在输出两端，因此负载可获得平滑的输出电流波形。二极管用于阻止负电流流动。
如果使用升压调节器，则有两个阶段，一个阶段是电感充电阶段或接通阶段（实际上是开关闭合），另一阶段是放电阶段或断开阶段（开关断开）。
如果我们假设开关已长时间处于断开位置，则电路中的电流为0，并且不存在电压。
在这种情况下，如果开关闭合，则电流将增加，电感器将在其两端产生电压。此电压降使输出端的源极电压最小化，片刻之后电流变化率降低，电感两端的电压也降低，最终使负载两端的电压增加。电感器利用磁场来存储能量。
因此，当开关接通时，电感两端的电压为V L = Vin-Vout
电感器中的电流以（Vin – Vout）/ L的速率上升
流经电感的电流随时间线性上升。线性电流上升率与输入电压减去输出电压除以电感成正比
di / dt =（Vin-Vout）/ L
上方的图表显示了电感的充电阶段。x轴表示t（时间），y轴表示i（通过电感器的电流）。当开关闭合或接通时，电流随时间线性增加。
在这段时间内，当电流仍在变化时，电感两端始终会出现压降。负载两端的电压将低于输入电压。在断开状态期间，当开关断开时，输入电压源将断开连接，电感器会将存储的能量传输到负载。该感应器将成为电流源的负载。
二极管D1将提供在开关断开状态期间流过电感器的电流的返回路径。
电感器电流以等于–Vout / L的斜率减小
降压转换器工作模式
降压转换器可以在两种不同的模式下运行。连续模式或不连续模式。
连续模式
在连续模式下，电感从未完全放电，当电感部分放电时，充电周期开始。
在上图中，我们可以看到，当电感器电流（iI）线性增加时，当开关导通时，则当开关断开时，电感器开始减小，但是当电感器部分放电时，开关又会导通。这是连续操作模式。
电感中存储的能量为E =（LI L 2）/ 2
不连续模式
不连续模式与连续模式略有不同。在非连续模式下，电感器在开始新的充电周期之前已完全放电。开关接通之前，电感器将完全放电至零。
在不连续模式下，如上图所示，当开关接通时，电感器电流（il）呈线性增加，然后，当开关断开时，电感器开始减小，但只有在电感器接通后，开关才接通完全放电，电感电流完全为零。这是不连续的操作模式。在此操作中，流过电感的电流不连续。
Buck转换器电路的PWM和占空比
正如我们在先前的降压转换器教程中讨论的那样，改变占空比可以控制降压稳压器电路。为此，需要一个基本的控制系统。还需要一个误差放大器和开关控制电路，该电路将以连续或不连续模式工作。
因此，对于完整的降压稳压器电路，我们需要一个附加电路，该电路将改变占空比，从而改变电感器从电源接收能量的时间。
在上图中，可以看到一个误差放大器，它使用反馈路径感测负载两端的输出电压并控制开关。最常见的控制技术包括PWM或脉冲宽度调制技术，该技术用于控制电路的占空比。
控制电路控制开关保持断开状态的时间，或控制电感器充电或放电的时间。
该电路根据操作模式控制开关。它将对输出电压进行采样，并从参考电压中减去它，并产生一个小的误差信号，然后将该误差信号与振荡器斜坡信号进行比较，并且从比较器输出中，PWM信号将操作或控制开关电路。
当输出电压变化时，误差电压也会受到影响。由于误差电压的变化，比较器控制PWM输出。当输出电压产生零误差电压时，PWM也会改变到一个位置，这样，闭环控制系统便会执行工作。
幸运的是，大多数现代开关降压稳压器都在IC封装中内置了该器件。因此，使用现代的开关稳压器可以实现简单的电路设计。
参考反馈电压通过电阻分压器网络完成。这是附加电路，与电感器，二极管和电容器一起需要。
提高降压转换器电路的效率
现在，如果我们调查效率，在电路内部提供多少功率以及从输出获得多少功率。（输出/引脚）* 100％
由于无法创建或销毁能量，因此只能进行转换，因此大多数电能会使未使用的电能失去转化为热能的作用。另外，在实际领域中没有理想的情况，效率是选择稳压器的更大因素。
开关稳压器的主要功耗因素之一是二极管。正向压降乘以电流（Vf xi）是未使用的瓦数，该瓦数转换为热量，从而降低了开关稳压器电路的效率。同样，这是使用散热器或风扇从散热中冷却电路的热/热管理技术电路的额外成本。不仅正向压降，硅二极管的反向恢复也会产生不必要的功率损耗并降低整体效率。
避免使用标准恢复二极管的最佳方法之一是使用肖特基二极管代替具有低正向压降和更好反向恢复的二极管。当需要最大效率时，可以使用MOSFET替换二极管。在现代技术中，“开关降压调节器”部分有很多选择，它们可以轻松提供超过90％的效率。
尽管具有较高的效率，平稳的设计技术，较小的组件，但开关稳压器比线性稳压器要嘈杂。尽管如此，它们还是很受欢迎的。
降压转换器的示例设计
我们之前使用MC34063创建了降压稳压器电路，其中12V输入电压产生5V输出。MC34063是用于降压稳压器配置的开关稳压器。我们使用了电感，肖特基二极管和电容器。
在上图中，Cout是输出电容器，我们还使用了电感器和肖特基二极管，它们是开关稳压器的基本组件。还有一个反馈网络。R1和R2电阻创建一个分压器电路，这是比较器的PWM和误差放大级所需的。比较器的参考电压为1.25V。
如果我们详细查看该项目，则可以看到此MC34063开关降压稳压器电路实现了75-78％的效率。使用适当的PCB工艺并获得热管理程序，可以进一步提高效率。
降压稳压器的使用示例-
- 低压电源中的直流电源
- 便携式设备
- 音响器材
- 嵌入式硬件系统。
- 太阳能系统等