Die Erfindung von DC/DC-Schaltreglern hat die Effizienz verbessert, erfordert aber komplexere Designmethoden. Im Vergleich zu Linearreglern nutzen Schaltregler die Energiespeichereigenschaften induktiver und kapazitiver Komponenten, um Leistung in Form diskreter Energiepakete zu übertragen. Diese Energiepakete werden im Magnetfeld von Induktivitäten oder im elektrischen Feld von Kondensatoren gespeichert. Der Schaltregler stellt sicher, dass jedes Energiepaket nur die von der Last benötigte Energie überträgt, was diese Topologie hocheffizient macht. Optimales Design kann einen Wirkungsgrad von 95% oder höher erreichen. Im Gegensatz zu Linearreglern ist der Wirkungsgrad von Schaltreglern unabhängig von der Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang.
Verschiedene Schaltertopologien bieten große Designflexibilität. Schaltregler können Ausgangsspannungen erzeugen, die höher oder niedriger als die Eingangsspannung sind (Boost oder Buck), oder die Eingangsspannung in die Ausgangsspannung invertieren. Es gibt sowohl isolierte als auch nicht isolierte Topologien. Aufgrund des höheren Wirkungsgrads und der geringeren Wärmeableitungsanforderungen sind Schaltregler kompakter aufgebaut. Design und Implementierung von Schaltreglern werden jedoch zunehmend komplexer und erfordern von den Entwicklern die Beherrschung verschiedener Kenntnisse, wie z. B. digitaler und analoger Steuerung, Magnetismus und Leiterplattenlayout. Bei gleicher Leistung erfordert eine verbesserte Effizienz typischerweise den Einsatz zusätzlicher Komponenten, was zu komplexeren Designs und höheren Kosten führt.
Schnelle Schaltvorgänge können elektromagnetische Störungen (EMI) oder Schaltrauschen verursachen, die benachbarte Komponenten beeinträchtigen können. Entwickler müssen daher auf die Bauteilanordnung, Erdung und Verdrahtung achten, um die Auswirkungen von Schaltrauschen zu minimieren. Schaltregler sind für alle effizienzorientierten Anwendungen die bevorzugte Wahl, beispielsweise für Hochleistungsnetzteile in Servern, Computern und der industriellen Prozesssteuerung. Auch batteriebetriebene Anwendungen, wie beispielsweise tragbare Geräte und Elektrofahrzeuge, profitieren von höherer Effizienz und längerer Batterielebensdauer. Dank des effizienten Betriebs von Schaltreglern ist in der Regel kein sperriger Kühlkörper erforderlich, was insbesondere bei platzbeschränkten Designs von Vorteil ist.
