在切換式電源(Switch Mode Power Supply, SMPS)尚未普及時，常使用的降壓線路為線性穩壓器，也是我們俗稱的LDO(Low Dropout)。以電源5V輸入，3.3V的輸出應用為例，如下圖所示，電源需從5V降至3.3V，就必須利用LDO 晶體VT來消耗輸入電壓與輸出電壓間的壓降，來得到穩定的3.3V輸出電壓。但使用LDO會有固定的壓降=Vin-Vo=1.7V，而損耗的瓦數Ploss=(Vin-Vo)*Io，效率約為Vo/Vin，以此5V轉3.3V輸出為例，效率只有66%，伴隨而來會有散熱不易的問題。在現能源效率要求越來越嚴苛與體積小不易散熱的情況下，LDO目前僅適用於低輸出電流的應用，而高電流輸出的降壓線路已經被切換式電源所取代。
切換式電源 Buck 轉換器之優點與電感設計 切換式電源Buck 降壓轉換器主要架構如下， 由Q1的導通百分比(Duty Cycle)，調節傳送到輸出端的能量，藉由L1 & Cout低通濾波器，採用平均概念而達到降壓的效果，理想上Q1只做開關ON/OFF切換，因此並不會有LDO固定的壓降損耗，僅會有些許的導通損耗與切換損耗，因此可輕易達成90%以上的高效能滿載效率，又能達到穩定的輸出降壓結果。而輸出電壓可以由Vo=Duty Cycle * Vin來計算所需要的duty cycle，而最讓工程師頭痛的電感器(L1)的設計可由以下公式獲得適當的零件值。 L1=2.5*D*(Vin-Vo)/(fs*Io) (mH)
D:導通百分比(%) fs:工作頻率(KHz) Vin:輸入電壓(V) Vo=輸出電壓(V) Io:輸出電流(A)
範例:以一個12V輸入，5V輸出，工作頻率為100KHZ，輸出電流Io=20A為例，請計算出Duty Cycle 與適當的電感值。 Sol: Duty Cycle=5/12=41.66% 電感L=2.5*41.66%*(12-5)/(100*20)=0.00364mH=3.64uH |
