我的电力电子学教授大部分时间都在时域和特定应用理论（仅限 SMPS 的词汇）中度过。
对我来说，降压转换器基本上是通过 LC 滤波器的方波（由开关产生）。
方波的基频及其谐波被滤除，只剩下直流分量。我知道如果 V in变化，闭环反馈是必要的- 因为你需要增加或减少你的占空比，因为你的方波的幅度（ergo DC 分量）已经改变。是这样吗？
我也明白负载阻抗可能会影响滤波器的转角频率。这就是我们需要闭环反馈的原因吗？这个问题如何缓解？
控制回路消除了（假定的）直流信号的哪些其他分量？波纹？（这不只是过滤器质量的问题吗？）
您缺少的主要内容是放入 LC 滤波器的内容不一定总是方波。这是当降压转换器处于连续模式时，但除非您知道始终如此，否则您不能像您一样假设方波输入到滤波器。
在连续模式下，理想的输出电压是输入电压乘以占空比。然而，在现实世界中事情并没有那么简单。即使输入电压保持恒定，也需要考虑电感器的直流电阻、开关两端的电压以及脉冲低电平期间二极管两端的接地电压。
后者可以通过同步整流来缓解，但这也不完美。至少，在用作同步整流器开关的任何东西上都有电压降。同步整流的时间通常也比较保守，这意味着它倾向于保持太短而不是太长。稍早关闭的代价是在脉冲的反激部分结束时产生更多的电压降。然而，过晚开启的代价是直通，这会迅速降低效率，并有损坏零件的风险。
我见过固定占空比降压开关的预调节电源。在一种情况下，它被用来将 48 V 的配电电压降至大约 12 V，然后在本地分配并通过其他电源降至最终的稳压电压。如果 12 V 有一点变化也没关系。
通用电源也必须设计为处理低负载。在任何开关频率的某些负载下，降压开关无法保持连续模式。一些 OEM 供应仅说明需要最小负载。
更多通用电源退回到不连续模式。在这种情况下，您的固定方波假设失败。现在这个循环实际上有 3 个部分。开始时，LC 滤波器的输入被主动驱动为高电平。当停止时，反激部分开始，将输入驱动为低电平。然后是不连续模式的第三阶段，您认为输入有效为高阻抗。占空比对输出电压的函数不再是线性的。
降压转换器确实可以看作是一个低阻抗方波发生器，它为一个低通滤波器提供一个电感器\$L\$ 和一个电容器\$C\$。但是，正如您可以想象的那样，当电源开关闭合时，\$V_{in}\$ 并不是应用于左侧电感端子的值。输入源会经历电源开关 \$r_{DS(on)}\$ 和电感器欧姆损耗 \$r_L\$ 所固有的电压降。结果，通态电感电压不是\$V_{in}-V_{out}\$，而是小于左图所示：
在关断期间，在连续导通模式或 CCM 下，电感器的左端子不会下降到 0 V，而是会下降到二极管正向压降，这会迫使节点摆动到地以下。因此，当您对电感器应用伏秒平衡定律时，您会意识到包含这些损耗的完整输出电压公式与 CCM 中的简单公式 \$V_{out}=DV_{in}\$ 不同。通过包括二极管恢复时间和开关开启和关闭损耗，您可以使表达式进一步复杂化。
实际上，正如您所说，具有 0 寄生效应并在恒定输入电压下工作的 CCM 操作降压转换器不需要环路来维持其输出工作点。但是，如您所见，有几个寄生元件会影响直流传递函数，并且控制环路需要校正控制电压，迫使输出电压达到目标值。负载电阻会影响转角频率，但实际上影响很小，涉及 \$r_L\$ 和 \$r_C\$。该环路可以真正使调节器（设定点固定）不受输入电压和输出电流等外部扰动的影响。见下图：
您会看到循环对几个参数的影响：
您假设开关模式电源 (SMPS) 使用脉冲宽度调制 (PWM) 来传递平均电压电平，并且 LC 滤波器移除开关部分以保留该平均电压。然而，这不是他们的工作方式。
SMPS 使用 PWM 传递来自电源的能量以将其存储到电容器上，以便该电容器上的电压电平由反馈电路定义。
随着负载变化并需要更多或更少的能量，SMPS 会改变能量传输的速度，以使电容器保持在目标电压。如果负载完全消失，PWM 实际上可以停止。
如果您的负载是固定的并且您的输入电源也是固定的，那么将会发生一些稳态 PWM 操作，但这实际上非常罕见。如果您在没有反馈的情况下尝试它，负载或电源的任何差异都会导致输出电压随着时间的推移以一种或另一种方式漂移，因为能量传输将太高或太低。
上面的答案真的很棒。谢谢。
在开关和二极管以及 DCM 的非理想效应中，我认为原因之一是瞬态响应。要获得快速的瞬态响应，您必须具有高交叉频率，从而使响应快速。但 LC 滤波器实际上将 0dB 削减了几 kHz。通常你希望你的交叉频率尽可能高，但不能超过开关频率的一半，因为奈奎斯特率的问题。所以你需要反馈给你一些增益，这样你就可以使交叉频率达到大约几百 kHz。