Regulatory przełączające zamieniają złożoność na wydajność

Wynalezienie regulatorów przełączających DC/DC poprawiło wydajność, ale wymaga bardziej złożonych metod projektowania. W porównaniu z konstrukcją regulatorów liniowych, regulatory przełączające wykorzystują charakterystyki magazynowania energii elementów indukcyjnych i pojemnościowych do przesyłania mocy w postaci dyskretnych pakietów energii. Te pakiety energii są przechowywane w polu magnetycznym cewek indukcyjnych lub polu elektrycznym kondensatorów. Kontroler przełączający zapewnia, że każdy pakiet energii przesyła tylko energię wymaganą przez obciążenie, co czyni tę topologię wysoce wydajną. Optymalna konstrukcja może osiągnąć wydajność 95% lub wyższą. W przeciwieństwie do regulatorów liniowych, wydajność regulatorów przełączających nie zależy od różnicy napięć między wejściem a wyjściem.
Wiele typów topologii przełączników zapewnia dużą elastyczność projektowania. Regulatory przełączające mogą generować wyjścia wyższe lub niższe od wejścia (wzmacniające lub obniżające) lub odwracać napięcie wejściowe do napięcia wyjściowego. Wśród nich istnieją zarówno struktury topologii izolowanej, jak i nieizolowanej. Ze względu na wyższą wydajność i zmniejszone wymagania dotyczące rozpraszania ciepła regulatorów przełączających ich struktura jest bardziej zwarta. Jednak projektowanie i wdrażanie regulatorów przełączających stało się coraz trudniejsze, wymagając od projektantów opanowania różnych umiejętności, takich jak sterowanie cyfrowe i analogowe, magnetyzm i układ płytki drukowanej. Przy danym poziomie mocy poprawa wydajności zazwyczaj wymaga użycia większej liczby komponentów, co skutkuje bardziej złożonymi projektami i zwiększonymi kosztami.
Szybkie przełączanie może wprowadzać zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) lub szum przełączania, które mogą wpływać na pobliskie komponenty. Projektanci muszą zwracać uwagę na układ komponentów, uziemienie i okablowanie, aby zminimalizować wpływ szumu przełączania. W przypadku każdej aplikacji zorientowanej na wydajność preferowanym wyborem są regulatory przełączające, takie jak zasilacze dużej mocy stosowane w serwerach, komputerach i kontroli procesów przemysłowych. Aplikacje zasilane bateryjnie również korzystają z wyższej wydajności i wydłużonej żywotności baterii, takie jak urządzenia przenośne i pojazdy elektryczne. Ze względu na wydajną pracę regulatorów przełączających zwykle nie ma potrzeby stosowania dużych radiatorów, co jest szczególnie korzystne w przypadku projektów o ograniczonej przestrzeni.