为什么降压（降压）开关稳压器需要电感器和二极管？
Answers:
降压转换器与升压转换器一样简单。实际上，如果我们可以自由选择哪个开关（在两个开关中）可以用作受控开关（或者如果是同步转换器，则两个都可以），则它们是完全相同的电路，只是向后看。
关于第二段，如果您这样做，将蒙受损失。不仅具有基于电感器的开关稳压器，还远远超过了线性稳压器。每次将电压源连接到初始电压与电压源不同的电容器时，都会不可避免地浪费能量。即使您没有看到显式的电阻，在现实生活中它也存在，并且（奇怪的是）无论它多么小，它都将浪费相同的能量。看到这里。
电荷泵的工作原理如您所说，但其效率低于基于电感器的开关稳压器。
因此，这就是基于电感器的开关稳压器复杂性的理由，显然是不必要的。
更多：为了让您直观了解为什么存在降压和升压转换器，请参见此图。
如果尝试在两个互不相同的电压源之间或两个互不相同的电流源之间移动能量，将不可避免地产生损耗。另一方面，如果将电压源连接到电流源，则可以无任何损耗地移动能量（甚至在途中进行一些电压或电流缩放）。最类似于电流源的无源物理元件是电感器。这就是存在基于电感器的开关稳压器的原因。
补油泵将在左列。它们的理论最大效率低于100％（实际效率取决于电压和电容之差）。基于电感的开关稳压器在右列。它们的理论最大效率为100％（！）。
您所描述的问题是当前的。在降压转换器中，只有5A的电流就能得到平均10A的电流，因为其他5A电流通过二极管到达输出。而且，由于感应突跳，二极管仅被正向偏置。如果没有电感器和二极管，则只有一条电流流向输出的路径，而该路径直接从输入流出。使用这种拓扑，如果您的平均输出电流为10A，那么您的平均输入电流也必须为10A。而且，如果您在输入到输出之间失去电压，而电流却保持不变，那么损失的能量就会以热量的形式消散。首先，这违背了使用开关稳压器代替线性稳压器的目的。
此外，如果您用不同的电压取下两个电容，然后简单地关闭它们之间的开关，那么瞬时电流将会非常大。将每个瓶盖建模为戴维宁电源，一个串联电阻的理想电源。两个完美电源之间路径的电阻将是开关器件的导通状态电阻，再加上两个电容的ESR。瓶盖的ESR可能约为1 mOhm，甚至更少。晶体管的导通状态电阻可以变化，但可能不超过100 mOhm。因此，如果输入和输出之间存在10V的差异，那么打开开关时的瞬时输入/开关电流将至少为100A，甚至可能高达数千安培。
当然，根据输出负载和比较循环的紧密程度，您只会经常出现这些尖峰。其余时间，您的输入/开关电流为零。因此，您可能会平均拉1A，但输入看到的是在0.1％占空比下的1000A尖峰。诸如此类的常规大电流尖峰将适当地解决问题。这种波的RMS电流最终约为平均电流的18倍！它们还需要更强劲的开关，该开关不会被如此高的瞬时电流所饱和。更不用说该布置会推迟的电磁噪声了！
最好让晶体管处于模拟模式，而只是调整其栅极电压，以使漏极-源极电阻将输出电容保持在所需的电压。那里有一个线性稳压器。
尼克-我将把电感转换器的讨论大部分留给别人，我将解决：
为什么不将降压转换器作为一个为电容器充电的开关，而由比较器控制该开关，将输出电压与参考电压进行比较呢？那不是更简单吗，可以让您使用更容易和更便宜的电容器代替电感器，而完全跳过二极管吗？
使用非常特殊的方法，可以使电容器转换器有效地将能量从一种电压电平转换为另一种电压电平。但是简单的方法会严重失败。单级电容器转换器通过将电荷从一个电容器中转移到另一个容量相等的电容器中来将电压减半，其理论效率为50％，实用效率不超过理论效率，甚至可能更低。这是由于“物理定律”的简单应用。不幸的现实是，与基于电容器的转换器相比，使用电感器的转换器更容易满足实现良好效率的要求。
试试这个简单的思想实验。
取两个电容相等的电容器C1和C2。
充电C1说10V。
关于电荷和电容的基本公式为V = kQ / C
，其中V为电容器电压，k为常数，Q为电荷，C =电容。现在将C2连接到C1。
现在，C1和C2之间将平均分担C1中的费用。
因此，每个电容器上的电压均为5V-是因为每个电容器上的电荷是原来的一半，还是因为电容增加了一倍-两种观察同一事物的方法。
到目前为止，一切都很好。
但电容器中的能量为0.5 x C x V ^ 2。
最初高于E = 0.5 x C x 10 ^ 2 = 50C能量单位。
组合两个电容器后，每电容器的能量= 0.5 x C x 5 ^ 2或两电容器的能量
= 2 x 0.5 x C x 5 ^ 2 = 25C能量单位。
噢亲爱的 ！:-(。
仅通过组合两个电容器并使它们共享电荷，我们就减少了存在的能量！
在此过程中，能量损失了一半！
该这显然是奇怪而无法解释的事实是由于传输过程中的电阻性能量损失。最好，如果电压以这种方式减半，我们将损失一半的能量，无论是使用大电阻值来传输能量还是使用非常低值的电阻（例如电线），最小的损失能量结果都是相同的。一个欧姆，在后一种情况下，我们得到的电流非常大。
一种“显而易见的”解决方案是“将电容器彼此叠置”以对其进行充电，并使其并联放置以对其放电。这可行！一个周期。理论效率= 100％。实际上，在这种情况下，这样做至少需要2个具有复杂性和损耗的转换开关，并且只能以2：1的比例工作。更糟糕的是，如果我们随负载降低电容电压，因此需要在下一个周期将其重新充电，我们会发现充电具有与以前相同的电阻损耗。仅在不消耗功率的情况下，我们才能获得100％的理论效率：-(。
各种解决方案是使电容器电压降仅非常小，而仅使电荷再降低。如果这样做，效率可以接近100％BUT，则我们需要为每个负载电流设置较大的上限（因为大部分容量仅用于保持电压稳定），而且转换率仍然只有2：1。可以实现其他比率，但这很烦人，变得复杂且昂贵，并且在大多数情况下与使用电感器相比几乎没有优势。一些非常专业的转换器以这种方式工作，但很少见。而且，您可以按一些固定比例（例如2：1、3：1、4：1）购买上下转换器IC，但它们通常功耗低，Vout负载下降（Zout高于正常值），并且通常较差以多种方式连接到基于电感器的转换器。
这就是为什么您通常会看到一个很好的简单，廉价的易降压转换器用于降压的原因。实际的转换器使用1 x L，1 x D，1 x开关（MOSFET或其他），其余的则是“胶水”或改进的。控制器也可以非常简单。
保持电容器的电压恒定是不可能的。每次关闭开关时，都会在其上倾倒一个电压（什么电压？），并且由于高电流峰值，电压会上升。电容器也不喜欢它。而且您在切换中会损失很多能量。
在开关中，线圈使充电电容器的电流平稳上升，并且平均而言，它跟随负载电流。开关断开时需要二极管。那时线圈已经建立了一个磁场，其能量必须传到某个地方。二极管闭合环路，使线圈电流保持流动。
得益于更先进的开关设备，如今降压转换器的构建要比其工作原理所建议的简单得多。而且它们可以实现高达95％的效率，而仅仅接通和关断电容器是无法实现的。
您可以通过串联一个电阻比Rs和电阻RL与负载并联来降低DC电压，但您知道在串联Rs中功率损耗= V * I时效率不高。
您可以通过切换电阻率（按照您的建议）降低电压，然后串联电阻是占空比和切换有效串联电阻（ESR）的函数，
因此， Rs = ESR / T {其中T为导通时间/ T = 0至1的循环时间}
现在，您的负载需要电容来稳定电压，并且可能需要一个有源齐纳二极管，并且串联电阻中仍然会有损耗。考虑10：1的比率，那么电流要高出10倍，但是时间的1/10，因此P = V * I * T，功率损耗与线性稳压器相同。 合理？
电感器在降低电压的同时提供稳定的电流。由于电流在很大程度上是无功的，并且对于作为降压设备的时钟开关交流信号来说是异相的，因此效率要高得多。合理？通过使电抗阻抗远低于负载，可以提高效率。这意味着增加开关速率和电感值。但是，铁氧体饱和度达到了实际的电流极限，对于大得多的电流，使用气隙铁氧体至关重要。