現(xiàn)在接著以最廣泛利用的降壓型開關穩(wěn)壓器為例說明工作原理。

圖31是降壓DC/DC轉換的概略電路，是借著開關將DC電壓VIN做時間分割后以電感和電容器使其平滑化來轉換成所希望的DC電壓。

圖 31

圖 32

DC/DC轉換的工藝簡單來說，就是將DC暫時轉換成AC使其平滑后再返回DC。舉PWM工作的例來說明，以S1=ON/S2=OFF將VIN供電時間設為25%、以S1=OFF/S2=ON將0V（GND）狀態(tài)設為75%的脈沖周期，當該脈沖平均化時將為25%的DC。如果VIN為10V，則Vo將為25%的2.5V。對此，如果以面積來思考的話，想必就容易想象多了（參考圖33）。

圖 33

實際的PWM由于被平均化的輸出負載電流會變動，故ON時間會一定程度一直依賴負載電流來上下移動電壓。如此一來，穩(wěn)壓器輸出下降時會增加ON時間，從輸出傳送更多的能源而使輸出電壓上升。輸出電壓充分恢復的話，接著便會縮短ON時間來停止輸出上升。

開關的情況則如所見，可以想成從輸入只截取輸出所必要的功率。相對的，線性穩(wěn)壓器由于不進行ON/OFF，因此呈現(xiàn)占空比100%，也就是始終保持輸入狀態(tài)。同樣的，如果10V變?yōu)?.5V時，符合其中間7.5V差數(shù)的功率必須被作為熱能舍棄。而開關性穩(wěn)壓器效率高的理由就在于此結構的區(qū)別。

關鍵要點：

?了解效率高的原因在于開關（Switching）DC電壓并且只將必要的功率傳送至輸出。

降壓型異步（二極管）整流式開關穩(wěn)壓器的電路和工作

圖34比圖31更加具體。該電路也稱為異步整流式或二極管整流式。S1為開關（通常為晶體管），S2雖然被置換成二極管但工作相同。紅色為S1于ON時的電流路徑，綠色為OFF時的路徑。

圖 34

圖35是各零件的電壓及電流波形。之前曾說明：“DC/DC轉換的行程，將DC先轉換成AC來平滑波形。”這里要說明“AC（交流：周期的振幅與正負變化）是怎么轉換的？”用電感的波形來看就知道AC電怎么產生。

圖 35

這是題外話，電感的電流波形斜率是因為電感電流的變化率與電壓成比例，故施加電壓時電流會以恒定斜率増加的緣故。可以用V=L×（dI/dt）來表示。

圖36：異步整流降壓電路和開關ON時的具體電流路徑

圖37：開關OFF時的電流路徑

圖38

圖35電路置換成實際電路后為圖36和37。開關S1以MOSFET置換，S2則被置換成肖特基二極管。圖35也顯示被省略的比較電路和控制電路。想必有人早已察覺，該電路是在線性穩(wěn)壓器工作原理中已說明的反饋控制電路輸出電壓被引入內部的比較電路，與基準電壓做比較。在這里雖然以比較電路來表現(xiàn)，不過與線性穩(wěn)壓器的誤差放大器相同。線性穩(wěn)壓器中誤差放大器的輸出會直接控制輸出晶體管后連續(xù)進行電路控制，而開關穩(wěn)壓器中誤差放大器的輸出則會被置換成開關（晶體管）ON/OFF時間（占空比）的控制。

關鍵要點：

?須了解DC/DC轉換是借著將DC開關（以時間切分輸出所需能源）變成AC（電感電壓正負振幅）后整流-平滑，再轉換成DC。

?從電流的流動來理解開關和電感的任務。必須了解各節(jié)點的波形才能調試。