DC/DCスイッチングレギュレータの発明により、効率は向上しましたが、より複雑な設計方法が必要です。リニアレギュレータの設計と比較して、スイッチングレギュレータは、誘導性および容量性コンポーネントのエネルギー貯蔵特性を利用して、個別のエネルギーパケットの形で電力を伝送します。これらのエネルギーパケットは、インダクタの磁場またはコンデンサの電界に保存されます。スイッチコントローラは、各エネルギーパケットが負荷に必要なエネルギーのみを伝送することを保証し、このトポロジを非常に効率的にします。最適な設計により、95%以上の効率を実現できます。リニアレギュレータとは異なり、スイッチングレギュレータの効率は、入力と出力の電圧差に依存しません。
複数のタイプのスイッチ トポロジーにより、設計の柔軟性が高まります。スイッチング レギュレータは、入力より高いまたは低い出力 (昇圧または降圧) を生成したり、入力電圧を出力電圧に反転したりできます。その中には、絶縁トポロジー構造と非絶縁トポロジー構造の両方があります。スイッチング レギュレータは効率が高く、放熱要件が低いため、構造はよりコンパクトです。ただし、スイッチング レギュレータの設計と実装はますます難しくなり、設計者はデジタルおよびアナログ制御、磁気、回路基板レイアウトなどのさまざまなスキルを習得する必要があります。特定の電力レベルでは、効率を向上させるには通常、より多くのコンポーネントを使用する必要があり、その結果、設計がより複雑になり、コストが増加します。
素早いスイッチング動作は電磁干渉 (EMI) やスイッチング ノイズを発生させ、近くのコンポーネントに影響を及ぼす可能性があります。設計者は、コンポーネントのレイアウト、接地、配線に注意して、スイッチ ノイズの影響を最小限に抑える必要があります。サーバー、コンピューター、産業用プロセス制御で使用される高出力電源など、効率重視のアプリケーションでは、スイッチング レギュレータが推奨される選択肢です。ポータブル デバイスや電気自動車など、バッテリー駆動のアプリケーションでも、効率が高く、バッテリー寿命が長くなります。スイッチング レギュレータは効率的に動作するため、通常はかさばるヒート シンクを使用する必要がなく、スペースが限られた設計に特に役立ちます。