DC-DC 轉換器是將某一電壓的直流電轉換為另一電壓直流電的電路。透過高速切換半導體開關,讓電感與電容反覆儲存並釋放能量,以達成升壓或降壓。
基本拓撲有3種:降壓的Buck、升壓的Boost,以及可升可降的Buck-Boost。需要將輸入與輸出隔離時,使用經由變壓器的Flyback或Forward;大功率則使用LLC諧振型或全橋式。
切換頻率的選擇是設計的核心。頻率越高,電感與電容越能縮小、功率密度越高,但切換損耗與EMI雜訊也會增加。GaN元件大幅放寬了這項限制,讓數MHz級的操作得以實用化。筆電與智慧型手機的充電器近年急速小型化,正是此效果所致。
其用途極為廣泛:在電動車上負責從高壓電池降壓至12V系統的輔機,在資料中心負責從48V多段降壓至各IC的電源電壓,在智慧型手機上則負責將電池電壓分配到各功能區塊。效率直接影響發熱與電池續航,因此是功率半導體性能提升最能直接轉化為價值的領域之一。