自从20世纪80年代，DC至DC开关电压转换器
(“开关调理器”)已成为盛行的比较线性稳压电池供电的运用，因为其固有的更高的功率。这个特点让电池持续时刻更长，电路坚持凉快。
跟着时刻的推移，制作商都添加在该调理器从几百千赫切换到三个或四个兆赫的频率。在更高的频率下作业的首要长处是，它答应运用更小的外部元件，如电感器和电容器，节约电路板空间和元件本钱。
不幸的是，较高频率的设备比他们慢切换同行功率较低，迫使工程师权衡规划和本钱优势，对电池寿数缩短。可是，新一代的高频电压调理器利用了现代工艺的技能优势，以进步功能。
规划根据高频稳压电源时，本文将详细介绍在权衡并介绍了新的高功率芯片的一些比如，从首要的芯片供货商。
开关功率
线性调理器用于调理电池电压与由硅灵敏要求简略而有用的设备。可是，它们从两个要害缺陷的。榜首，功率下降作为输入和输出电压之间的差增大。其次，线性稳压器只能降压(“降压”)，而不是步升(“进步”)或回转的电压。这种毛病来进步电压，能够把未开发的潜力，在电池时，该设备不再供电(见技能专区的文章“了解线性稳压器的长处和缺陷”)。
这些缺点现已看到了上升的开关稳压器的遍及。进入20世纪80年代的干流，开关稳压器选用一个脉冲宽度调制(PWM)开关元件包括一个或两个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)配对与一个或两个电感器和电容器的能量存储和过滤。
当晶体管是上并导通电流，在其电源通路上的电压降最小。当晶体管关断，堵塞高电压，也几乎没有电流流过它的功率途径。因而，该晶体管是挨近抱负开关和功耗最小化。
高功率，低功耗和高功率密度(因为它们的小尺度)是规划者运用开关稳压器替代线性稳压器，特别是在高电流运用的首要原因。此外，开关稳压器能升压，降压和回转电压。许多制作商供应的模块化芯片的开关稳压器的首要元件集成到一个单一的设备，其结构紧凑，作业牢靠，并简单规划在宽规模内。
这种设备(输出功率/输入功率×100)的功率一般在80%以上，而且能够是高达95%。糟蹋的功率一般作为热量耗散。
而作业频率确认的每单位时刻的开关次数的数目，它是PWM信号的占空比(D)，其确认的开关元件导通的时刻的百分比，因而，反过来，输出电压(VOUT)从公式VOUT =深x VIN。操作频率不会可是，明显影响regulator.¹的规划和功能
为了满意各种运用需求，厂家供应开关稳压器在整个频率规模内作业，从100 kHz到4 MHz。在低频端，例如，凌力尔特公司供应的LT1574。这是一个200千赫电流形式开关稳压器适用于9至5 V，5至3.3 V和反相运转，该公司表明，对噪声灵敏的产品是有用的。
定位在该公司的规模的上端是LTC3601。芯片能够供应高达1.5的输出电流的一个电流形式开关调理器。该作业电源电压规模为415 V和作业频率可编程至高达4MHz的，该公司表明能够运用小型外表贴装电感器。
在权衡高开关频率
图1示出了降压装备中的典型开关调理器。在该电路中，电感器充任能量存储设备。当该晶体管被供电时，从输入源电流活动时，经过晶体管和电感器，到输出。磁场在电感积累，存储能量。电感两头的电压降(即正比于晶体管的占空比)对立(或“蚊」)的输入电压的一部分。当晶体管关断时，电感器对立经过经由二极管翻转其电动势(EMF)并供应给负载自身电流中的改变。
凌力尔特典型的开关稳压器图片
图1：在降压装备典型开关稳压器。 (凌力尔特公司供应)
相似的作业发生在一个升压转换器。详细地，从输入电流流当晶体管被接通。此穿过电感器和晶体管，具有能量被存储在电感器的磁场。没有电流经过二极管和负载电流由在电容器中的电荷供应。然后，当晶体管截止时，电感对立在当前任何压降经过回转其电动势，升压电源电压和电流。从源经过电感和二极管与该负载电流活动时，以及充电的电容器(拜见技能专区文章“电感的在完结一个根据模块电源解效果”)。
虽然输出电压不经过开关频率直接影响，切换的速率并具有在电源规划中的明显效果。在一般情况下，较高的开关频率答应运用一个较小的电感器(和输入和输出滤波电容器)的。这是因为电感巨细由纹波电流在给定的开关稳压器的标准所答应的量，首要决议。关于给定的电感，纹波电流跟着开关频率的添加。因而，一个逐步变小的电感器可用于坚持纹波电流的相同数量的开关稳压器的频率的添加 – 削减电源的尺度和本钱。
更高频率的操作也赋予了更大的带宽的开关稳压器，升压器材的瞬态呼应(图2)。
德州仪器瞬态呼应图片
图2：更高的作业频率进步了瞬态呼应(以最高2.2 MHz器材，在底部550 kHz器材)。 [德州仪器(TI)供应]²
在一个频率高达4MHz的开关的另一个优点是，它使规划人员能够防止要害的噪声灵敏频段，如AM收音机。可是，有一个折衷。例如，电磁搅扰(EMI)能够当在高开关频率下作业是有问题的。 EMI从开关稳压器是正比于开关频率的平方 – 换句话说，假如开关频率加倍，所述EMI能够添加四倍。亲近重视印刷电路板(PCB)布局和元件挑选能够减轻EMIproblems²(见技能专区的文章“电容的挑选是要害，以杰出的电压调理器规划”)。
较高的开关频率也意味着更大的功率丢失，需求更多的电路板空间或散热片来散热。开关损耗的添加以更大的频率，因为较大数目的每time.³稳定能量切换事情有些丢失是因为开关调理器的MOSFET，这需求必定的时刻来进行“接通”或此“关”。在开关瞬态发生的电压和电流堆叠。图3示出了一个开关调理器的MOSFET的典型开关波形。主开关丢失是因为MOSFET的具有电荷(QGD)寄生电容的充电和放电。 MOSFET的开关损耗(PSW)正比于从公式计算出转换器的开关频率(FS)：
方程1的图画
凌力尔特的图画开关波形和丢失
图3：典型的开关波形在降压稳压器MOSFET的损耗。 (凌力尔特公司供应)
