ステップダウン、ステップアップレギュレータ（パワーモジュール）回路の基本原理（DC-DCコンバータ、DCトランス）

DC-DC コンバータ

ステップアップおよびステップダウンレギュレータは、入力電圧を所望の出力電圧に変換するDC-DCコンバータの一種です。
ステップアップ回路は低い入力電圧をより高い出力電圧に変換し、ステップダウン回路は高い入力電圧をより低い出力電圧に変換します。これらの変換は、主にスイッチング素子（MOSFETなど）、インダクタ、ダイオード、コンデンサなどを使用して行われます。

レギュレータ

レギュレータとは、入力電圧の変動にも出力電圧を一定に保つ回路のことです。レギュレータは非常に安定した出力電圧を得ることを目的としています。以前は、余分な電圧を熱エネルギーに変換するリニア（LDO）レギュレータが多く使用されていましたが、現在はスイッチング素子とインダクタを利用してエネルギーの無駄を最小限に抑えています。

降圧型（ステップダウン）回路

スイッチング素子とインダクタからなり、電圧を下げるための回路です。スイッチング素子が電流の変化を生じると、インダクタは逆方向の起電力を発生させ、電圧の変動を制限します。

昇圧型（ステップアップ）回路

スイッチング素子とインダクタからなり電圧を上げるための回路です。スイッチング素子によりインダクタが順方向の起電力を発生させることができる。このとき、元の電圧に加えて高電圧が出力されます。

電圧の変動が大きいため、以下のようにコンデンサを接続して電圧の変動を減らします。

ステップアップ回路は電圧を上げるため、無料でエネルギーを得たと誤解することがありますが、代わりに電流が弱くなるため、出力される消費電力は入力より大きくすることはできません。また、コンバータを作動させるためのエネルギーが追加でかかるため、エネルギーの損益だけで見ると損害になります。

極性反転型回路

インダクタの逆起電力を使用すると、入力電圧とは反対の極性の電圧を出力することもできます。順方向電圧はダイオードでブロックします。