Regulator peralihan memperdagangkan kompleksitas demi efisiensi

Penemuan regulator switching DC/DC telah meningkatkan efisiensi, tetapi memerlukan metode desain yang lebih kompleks. Dibandingkan dengan desain regulator linier, regulator switching memanfaatkan karakteristik penyimpanan energi dari komponen induktif dan kapasitif untuk mentransmisikan daya dalam bentuk paket energi diskrit. Paket energi ini disimpan dalam medan magnet induktor atau medan listrik kapasitor. Pengontrol sakelar memastikan bahwa setiap paket energi hanya mentransmisikan energi yang dibutuhkan oleh beban, sehingga topologi ini sangat efisien. Desain optimal dapat mencapai efisiensi 95% atau lebih tinggi. Tidak seperti regulator linier, efisiensi regulator switching tidak bergantung pada perbedaan tegangan antara input dan output.
Berbagai jenis topologi sakelar menyediakan fleksibilitas desain yang hebat. Regulator sakelar dapat menghasilkan output yang lebih tinggi atau lebih rendah daripada input (boost atau buck), atau membalikkan tegangan input ke tegangan output. Di antara semuanya, terdapat struktur topologi terisolasi dan struktur topologi tidak terisolasi. Karena efisiensi yang lebih tinggi dan persyaratan pembuangan panas yang berkurang dari regulator sakelar, strukturnya lebih ringkas. Namun, desain dan implementasi regulator sakelar menjadi semakin sulit, yang mengharuskan desainer untuk menguasai berbagai keterampilan seperti kontrol digital dan analog, magnetisme, dan tata letak papan sirkuit. Untuk tingkat daya tertentu, peningkatan efisiensi biasanya memerlukan penggunaan lebih banyak komponen, yang menghasilkan desain yang lebih rumit dan peningkatan biaya.
Tindakan pengalihan cepat dapat menimbulkan gangguan elektromagnetik (EMI) atau kebisingan pengalihan, yang dapat memengaruhi komponen di dekatnya. Perancang harus memperhatikan tata letak komponen, pentanahan, dan perkabelan untuk meminimalkan dampak kebisingan pengalihan. Untuk aplikasi yang berorientasi pada efisiensi, regulator pengalihan adalah pilihan yang lebih disukai, seperti catu daya berdaya tinggi yang digunakan di server, komputer, dan kontrol proses industri. Aplikasi bertenaga baterai juga mendapat manfaat dari efisiensi yang lebih tinggi dan masa pakai baterai yang lebih lama, seperti perangkat portabel dan kendaraan listrik. Karena pengoperasian regulator pengalihan yang efisien, biasanya tidak perlu menggunakan heat sink yang besar, yang sangat bermanfaat untuk desain dengan ruang terbatas.