전원의 안정도가 필요한 경우에는 리니어 레귤레이터를 사용한다
시리즈 레귤레이터나 션트 레귤레이터로 불리는 리니어 레귤레이터는 정밀한 전압이 필요한 경우나 작은 전력이 필요할 때, 제품의 단가를 낮춰야 할 때 주로 사용 된다. 리니어 레귤레이터는 간단한 회로 구성에서 전기적인 노이즈 발생이 매우 작고, 출력 리플 전압도 작아 안정도가 높은 전원을 구성 할 수 있다.
하지만 리니어 레귤레이터는 트랜지스터를 이용하여 입력 전압과 출력 전압의 차이를 만들어 내므로 출력 전류가 큰 경우에 큰 전력 손실이 발생한다. 전력 손실은 모두 열로 발생하기 때문에 발열에 의한 정격 사용 온도를 초과하지 않도록 히트싱크 등의 방열 대책이 필요하다. 그렇기 때문에 높은 출력이 요구되는 경우에는 전원 손실이 크게 되므로 사용 하기 어렵다.
고효율의 전원이 필요한 경우에는 스위칭 레귤레이터를 사용한다
스위칭 레귤레이터는 고효율의 전원이 필요한 경우나, 회로를 소형화 할 필요가 있을 때 주로 사용한다. 예를들어 리니어 레귤레이터에서 열로 소비하는 전력을 스위칭 레귤레이터는 스위칭 손실로 해결 할 수 있기 때문에 전력 변환 효율이 높고 방열에 필요한 면적이 작다.
또 전원 트랜스는 동작 주파수가 낮을 수록 크기가 크기 때문에, 상용 전원인 50/60Hz를 변환하는 리니어 레귤레이터는 전원 트랜스가 크고 무거워 진다. 한편 스위칭 레귤레이터는 동작 주파수를 수십kHz 이상으로 만들 수 있으므로 전력 변환에 사용하는 트랜스를 소형으로 가볍게 만들 수 있다.
이 밖에 리니어 레귤레이터는 상용 전원의 트랜스에 의해 전압을 떨어뜨리고 정류하여 직류 전압을 만들어야 한다. 그 때문에 정류 회로에는 출력 전류가 그대로 흘러 정류 다이오드의 손실도 크고 평활 커패시터도 대형을 사용해야 한다. 그러나 스위칭 레귤레이터는 상용 전원을 직접 정류한 직류 전압을 사용 하므로 전류가 작아 정류 다이오드의 손실이 작고, 동작 주파수가 수십kHz 이상으로 평활 커패시터도 소형으로 사용 가능하다.
하지만 스위칭 레귤레이터는 회로 구성이나 동작이 복잡하다. 그리고 스위칭에 따른 노이즈를 저감 할 수 있는 대책이 필요하다.
| Linear Regulator | Switching egulator | |
| Step Down(Buck) Step Up(Boost) Buck-Boost Invert | O X X X | X X X X |
| Efficiency | Low | High |
| Output Current | Low | High |
| Noise | Low | High |
| Design | Simple | Complicated |
| Cost | Low | Middle |
최근에는 스위칭 레귤레이터를 주로 사용한다.
최근에는 IC에 의한 회로의 집적화 기술이 발달하여 복잡한 기능을 필요로 하는 회로가 하나의 IC로 구현되어 있다. 스위칭 레귤레이터도 겨우 몇 개의 주변 회로 구성으로 고효율의 스위칭 레귤레이터를 구성할 수 있게 되었다. 물론 용도에 따른 부품 종류도 세분화 되어 있다.
단 이러한 IC도 사용하는 방법이 정확하지 않다면 신뢰성의 저하나 부품 파손등의 사고를 일으킨다. 따라서 스위칭 레귤레이터의 설계는 매우 중요하다.
