降压转换器与升压转换器一样简单。实际上，它们是完全相同的电路，只是向后看，如果我们可以自由选择哪个开关（两者中的一个）将用作受控开关（或两者，如果它是同步转换器）。

关于您的第二段，如果您这样做，您将蒙受损失。不仅仅是基于电感的开关稳压器，而且远远超过线性稳压器。每次将电压源连接到初始电压与电压源不同的电容器时，都不可避免地浪费能量。即使你没有看到一个明确的电阻，在现实生活中它就在那里，而且（奇怪的是）不管它有多小，它都会浪费同样多的能量。见这里。

电荷泵如您所说的那样工作，但它们的效率低于基于电感的开关稳压器。

因此，这就是增加基于电感的开关稳压器复杂​​性的理由——显然是不必要的。

更多：为了让您直观地了解为什么存在降压和升压转换器，请参见此图。

如果您试图在两个不同的电压源之间或两个不同的电流源之间移动能量，您将有不可避免的损失。另一方面，如果将电压源连接到电流源，则可以毫无损失地移动能量（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的开关稳压器的原因。

电荷泵将位于左列。它们的理论最大效率低于100%（实际效率取决于电压差和电容）。基于电感的开关稳压器位于右栏。它们的理论最大效率为 100% (!)。

你所描述的问题是当前的。在降压转换器中，您只需 5A 输入即可获得平均 10A 输出，因为其他 5A 通过二极管到达输出端。由于电感反冲，二极管仅向前偏置。如果没有电感器和二极管，电流只有一条路径流向输出端，即直接从输入端流出。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。如果您从输入到输出失去电压，而电流保持不变，则损失的能量会以热量的形式消散。这首先破坏了使用开关稳压器而不是线性稳压器的目的。

此外，如果您使用两个不同电压的电容并简单地关闭它们之间的开关，则瞬时电流将非常非常大。将每个电容建模为戴维南源，一个带有串联电阻的完美电压源。两个完美源之间的路径电阻将是开关器件的通态电阻，加上两个电容的 ESR。电容的 ESR 可能会在 1 mOhm 的数量级上，如果不是更少的话。晶体管的通态电阻可以变化，但可能不超过 100 mOhm。因此，如果输入和输出之间有 10V 的差异，则打开开关时的瞬时输入/开关电流将至少为 100A，并且可能高达数千安培。

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 0.1% 占空比的 1000A 尖峰。像这样的常规大电流尖峰会使适当的熔断成为问题；这种波的 RMS 电流最终是平均电流的 18 倍！它们还需要一个更强大的开关，不会因瞬时电流那么高而饱和。更不用说这种安排会推迟的电磁噪音！

最好让晶体管处于模拟模式并调整其栅极电压，以便漏源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 - 我将主要将电感转换器的讨论留给其他人，我将解决：

为什么不构建降压转换器作为对电容器充电的开关，开关由比较器控制，将输出电压与参考电压进行比较？那不是更简单吗？允许您使用更容易且更便宜的电容器代替电感器，并完全跳过二极管？

使用非常特殊的方法，可以制造能够有效地将能量从一个电压电平转换到另一个电压电平的电容器转换器。但是简单的方法失败得很厉害。一个单级电容器转换器通过将电荷从一个电容器倾倒到另一个具有相同电容的电容器中来将电压减半，其理论效率为 50%，实际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，基于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。
取两个电容相同的电容器 C1 和 C2。
将 C1 充电至 10V。
与电荷和电容相关的基本公式是 V = kQ/C
，其中 V 是电容器电压，k 是常数，Q 是电荷，C = 电容。现在将 C2 连接到 C1。
C1 中的费用现在将在 C1 和 C2 之间平均分配。
因此，每个电容器上的电压为 5V - 因为每个电容器上的电荷是原始电荷的一半，或者因为电容增加了一倍 - 两种看待同一事物的方式。

到目前为止，一切都很好。

但是电容器中的能量为 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，每个电容器的能量 = 0.5 x C x 5^2 或两个电容器的
能量 = 2 x 0.5 x C x 5^2 = 25C 能量单位。
哦亲爱的 ！:-(。
只需将两个电容器组合在一起并让它们共享电荷，我们就将存在的能量减半！
在此过程中损失了一半的能量！
这显然是一个奇怪且无法解释的事实，这是由于传输过程中的电阻性能量损失所致。在如果电压以这种方式减半，最好我们损失一半的能量。无论我们使用大电阻值来传输能量还是使用非常低值的电阻（例如一根电线），最小的能量损失结果都是相同的 - 一小部分欧姆。在后一种情况下，我们会得到极高的电流。

一个“明显”的解决方案是“将电容器彼此叠放”以对其进行充电并将它们并联以将它们放电。这行得通！为一个周期。理论效率 = 100%。在这种情况下，在实践中这样做至少需要 2 个转换开关，具有复杂性和损耗，并且仅适用于 2:1 的比率。更糟糕的是，如果我们降低负载时的电容电压，因此需要为下一个周期重新充电，我们会发现再充电具有与以前相同的电阻损耗。只有在不消耗电力的情况下，我们才能获得 100% 的理论效率 :-(。
一种解决方案是使电容器电压仅下降很小的量并仅充电少量。如果我们这样做，效率可以接近 100%，但我们需要每个负载电流大容量（因为大部分容量用于保持电压稳定），我们仍然只有 2:1 的转换比。可以实现其他比率，但它很烦人，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或没有优势。一些非常专业的转换器以这种方式工作，但它们很少见。您可以购买具有一些固定比率的升压或降压转换器 IC，例如 2:1、3:1、4:1，但它们通常是低功率的，Vout 随负载下降（高于 Zout）并且它们通常较差在许多方面，基于电感器的转换器。

这就是为什么您通常会看到一个非常简单、便宜的降压转换器用于降压。实际的转换器使用 1 x L、1 x D、1 x 开关（MOSFET 或其他），其余的是“胶水”或改进。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，您都会在其上倾倒电压（什么电压？），并且由于高电流峰值，电压会上升。电容也不喜欢。而且你会在切换过程中损失很多能量。

在切换器中，线圈使对电容器充电的电流平稳上升，并且平均而言它跟随负载电流。开关打开时需要二极管。在那一刻，线圈已经建立了一个磁场，其能量必须流向某个地方。二极管闭合回路，使线圈的电流保持流动。

多亏了更先进的开关器件，如今降压转换器的构建比其操作理论所暗示的要简单得多。它们可以实现高达 95% 的效率，这是仅仅打开和关闭电容器永远无法做到的。