線性電源只能降低（降壓）輸入電壓，從而獲得較低的輸出電壓。通常，這是通過迫使BJT或MOSFET晶體管在其線性區(qū)工作來實現(xiàn)的。結果是兩個：

輸出電壓和輸入電壓之間始終存在差異（VDROP）。

由于晶體管在線性區(qū)中的連續(xù)工作，調節(jié)器耗散了大量功率，功率由VDROP乘以ILOAD給出，其中ILOAD是負載吸收的電流。

因此，線性穩(wěn)壓器的效率非常低，通常在35％至65％之間，并且輸出電壓和輸入電壓之間的差異越大（VDROP= VIN– VOUT），效率就越低。以一個線性穩(wěn)壓器為例，其中VIN= 9 V，VOUT= 5 V，ILOAD= 150 mA。與可用的750 mW（VOUT×ILOAD）的輸出功率相比，該穩(wěn)壓器應能夠耗散600 mW（（VIN– VOUT）×ILOAD）的功率。）。因此，該調節(jié)器的效率約為55％。隨著輸出功率的增加，對有效散熱的需求也增加了，這可以通過散熱器獲得。但是，從經(jīng)濟的角度來看，超過幾瓦的功率，線性穩(wěn)壓器不再方便，因此，它代表了低功率應用的理想解決方案。一類特殊的線性穩(wěn)壓器是低壓差穩(wěn)壓器（LDO），它集成了一個特殊電路，該電路能夠包含VDROP的值（通常為數(shù)百或數(shù)十毫伏），從而提高了整體效率。線性穩(wěn)壓器的優(yōu)勢在于電路簡單（需要很少的外部組件），成本低廉，并且沒有開關噪聲（晶體管始終在線性區(qū)域工作）。

開關電源的工作方式是在CUTOFF狀態(tài)（沒有電流流過但開關上有高電壓）和SATURATION狀態(tài)（有很大電流流過但開關上的電壓非常高）之間快速切換晶體管，從而工作小的）。如此獲得的脈沖電壓可以隨后通過變壓器增加或減少，并最終進行濾波以獲得直流輸出電壓。開關電源可實現(xiàn)高效率值，通常在65％至95％之間。主要缺點在于設計的復雜性和開關噪聲的存在，在一些應用中必須消除這種噪聲。開關電源由外部脈沖寬度調制（PWM）信號控制，該信號確定“開關”晶體管的開關頻率和占空比。

正向模式轉換器

前向轉換器通過LC輸出濾波器的存在可以識別，它使用變壓器來升高或降低輸入電壓，并為負載提供與AC電源電壓的電流隔離。圖1顯示了正激轉換器的基本方案。當晶體管處于導通狀態(tài)（開）時，能量轉移到輸出。LC濾波器生成一個輸出電壓VOUT，其值可以按以下方式計算（D是PWM信號的占空比，而NS和NP是變壓器各個繞組上的匝數(shù)）：

VOUT= VIN×D×（NS÷NP）

通過改變占空比，因此可以修改輸出電壓值。

圖1：正激轉換器的基本框圖

反激模式轉換器

即使反激轉換器基于與前向轉換器相同的組件，其工作方式也大體上不同。反激調節(jié)器將輸入電壓轉換為具有較高或較低值以及正極性或負極性的輸出電壓。反激式轉換器的基本框圖如圖2所示。圖2中的開關實際上是由PWM信號控制的開關晶體管（通常為FET）代替的。

圖2：反激式轉換器的基本框圖

當開關閉合（晶體管打開）時，變壓器的初級繞組與輸入電流相交，從而在次級繞組上產(chǎn)生一個負電壓。因此，二極管被反向偏置，并且負載由存儲在輸出電容器中的能量供電（圖3的上部）。另一方面，當開關斷開（晶體管關閉）時，變壓器初級繞組上的電流為零，而次級繞組上的電壓為正。這導致二極管導通，進而可以為負載供電并為電容器充電。

圖3：反激轉換器的兩個工作階段

編輯：hfy