我們利用DC/DC開關電容穩壓器來提升電源的效率，那么開關電容器都有哪些優點呢？

 

　　開關電容器可保持給定負載效率

 

　　隨著VIN的上升，由轉換器產生的VIN和VOUT間的能量增加將引起功率耗損和效率下降。解決此問題所採取的模式為轉變一個更高的效率增益，如同汽車替換檔位一般。開關電容器類比設有一個類比增益控制和變化，以保持給定負載效率持續性，開關電容器具離散增益步驟，由VOUT/(增益×VIN)來給定效率，且這些效率取決于離散增益，一個LDO僅擁有一個增益及3者中最低的效率，開關電容器穩壓器則有3個不同的電壓增益，即2/3、1/2和1/3。

 

　　從SC穩壓器隨著VIN的增長可看出，電壓增益變化從2/3～1/2及1/2～1/3，因此整個負載範圍的效率達最大化，帶來鋰離子電池電壓範圍3.4～3.8伏特上80%的功率，在相同應用中的LDO卻僅達到50%效率，隨電感器種類不同，典型的開關穩壓器應具有88～90%效率。

 

　　傳統上，穩壓器乃依據有效數量進行比較，但由于鋰離子電池特性，要根據時量效率或鋰離子電池充分放電所需時間來判定，根據經驗，運用200毫安培的負載電流，使用典型開關穩壓器，可比使用開關電容穩壓器持續時間多出6～8%，假設最大負載與微處理器中的情況一樣，僅表現到時間的20～30%，則電感開關和開關電容穩壓器間操作時間的差別可忽略。

 

　　須在效率與成本之間取舍

 

　　開關電容穩壓器的更多增益可能會增加少許效率，但卻須要增加更多外部電容器和內部場效電晶體(FET)，促使成本上升，同時也增加解決方案尺寸。上述增益可透過兩個外部電容器或快速電容器(CFLY)取得，這些電容器用于儲存電荷，并將電荷從VIN傳輸到VOUT，除快速電容，還需一個輸入電容器(CIN)及輸出電容器(COUT)，輸入電容器指示電壓波紋，而輸出電容器控制輸出電壓波紋，依VIN和VOUT可接受的波紋標準值，CIN和COUT值的一般範圍是從1～10微法，且CFLY的數量通常比COUT少，外部電容器透過內部的功率FET在不同的配置中連接到晶片。

 

　　為利用開關電容穩壓器來調節輸出電壓，可考慮使用脈波頻率調變(PFM)或脈波寬度調變(PWM)，開關電容穩壓器的輸出阻抗與開關頻率和內部功率FET的電阻成比例。透過調製輸出阻抗，可再透過轉換器對給定負載進行降壓;使用回授，即能控制頻率或內部FET阻抗，以調節輸出電壓，而PFM方案為較傳統方法。

 

　　在PFM類系統中，輸出電壓如高于一個指定值，穩壓器即進行關機控制，至輸出電壓降到所需值以下時再重新開機，使用PFM控制模式的優勢是操作電壓取決于VIN和ILOAD，同時兩者皆可調整。負載越高、操作頻率就越接近指定頻率，但此操作範圍內的頻率變化可能不適用某些可攜式應用，輸入電壓波紋也取決于VIN和ILOAD，圖5顯示250毫安培和30毫安培負載的輸出波紋。10微法COUT的輸出波紋將為50毫伏特，可看到250毫安培負載的波紋頻率高于10毫安培負載的波紋頻率。