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就能从公式 (10) 得到所要求的负载周期。
图8是降压模式下，截止时间控制器的工作原理。电流产生器方块会提供等比于Vin + VT.p的电流，定时器的电容C则会在T = RC 的时间内充电至Vin，然后利用电流产生器所产生的电流I = (Vin + VT.p) / R进行放电，一个简单的比较器接着会在toff时间内产生多个脉冲。很明显的，振荡器的R和C必须相等于电流产生器内的R以及定时器的C。为了得到所要求的精确度，误差放大器会根据正比于│Vout - Vnom│的误差讯号来提供电流Ierr，其中Vnom是所要求的额定输出电压。必须注意的是，只有电流产生器在升压和降压模式下的工作方式不同，控制器的所有其它部份在这两种模式下的功能都完全相同。
图8：降压模式的控制机制
实验结果
我们利用一颗芯片来实作本文所介绍的转换器，它能支持1至3颗碱性电池、镍镉或镍氢电池应用，例如网络音乐播放机或PDA。这个转换器的输入电压从0.9 V至5.5 V，输出电压则能在1.8 V至5.5 V之间调整。
理论上，Vin可以超过Vout任何值，但实际上却须将PMOS开关在降压作业模式的较大功耗列入考虑。在降压模式下，PMOS晶体管两端的电压降等于Vin + VT.p – Vout，其功耗则能由下式计算：
PPMOS,DM = Iout × (Vin + VT.p – Vout)----------------(12)
随着芯片环境的热阻抗不同，我们可以针对特定的Vout和Iout来计算所能接受的Vin最大值，这在实际应用中必须列入考虑。在本文所介绍的量测过程中，我们限制Vin最多不能比Vout高出1.5 V。
效率是转换器最重要的参数之一。本文在进行量测时会将输出电压固定，然后改变输入电压和负载电流，藉以判断此转换器在众多可能操作点和所有不同模式下的转换效率。所有量测值都是在25℃下的量测结果。
图9a是将省电模式关掉后，转换器工作效率的3D图，其中输出电压是3.3 V，从图中可明显看出升压和降压模式的分界。在升压模式下，只要负载电流大于20 mA左右，转换效率就会超过90%。
图9：将省电模式关掉后，Vout = 3.3 V时的转换效率图
负载较小时，转换效率会持续下降，这是因为电感电流在某些时间会变成负值，并且从输出端回流至输入端。注意此转换器并没有不连续模式，所谓不连续模式是指IL会停在零的位置，而不是变成负值。降压模式的转换效率显然与升压模式有一段差距，这是由PMOS信道的电阻性损耗所造成。在降压模式下，转换器总是能进入省电模式，因此若在负载很小时将省电模式关掉，就会使得升压模式具有效高的转换效率。
如果激活省电模式，转换效率的分布就会变得非常均匀。图10是3.3 V输出电压时的转换效率3D图，当负载较小时，转换器会暂时进入闲置状态，其中绝大多数的内部电路方块都不再连接至电源供应，NMOS和PMOS晶体管也会停止导通。图10是在各种负载下的效率曲线，其中最大的负载电流为250 mA，从图中可发现在Vin = Vout时，转换效率会出现很大的变化，然而降压模式的效率却仍在55%和72%的范围内。
图10：激活省电模式后，Vout = 5.5 V时的转转效率
图11是转换器在不同输入电压下的负载稳压效果。在图中所示的条件下，3.3 V额定输出电压的误差范围会在-0.6%和1.1%之间。控制回路的设计是让Vout精确度达到±1.6%，若将零件的不匹配原因列入考虑，那么整体精确度仍可确保在±3%以内。
图11：负载稳压
结论
本文发表一种新架构的低功率直流转换器设计方式，它包含可供选用的降压转换功能，不必增加任何电感或电容，也不需要低压降之线性稳压器。这种设计最适合所需供应电压略低于电池满电荷时的应用，只要电池放电至所要求的额定供应电压以下，此转换器就变成标准的升压转换器。在新型式的降压转换模式中后-闸极 (back-gate)，功率晶体PMOS开关的动作就像是同步整流器，转换器则需为此功率晶体PMOS的后-闸极(back-gate)提供特殊控制方式；一旦Vin超过Vout，这颗功率晶体PMOS的闸极就会被连接至地电位，使它不再进入导通状态，这能确保功率晶体NMOS开关处于截止状态时，电感两端的电压会变成负值，而同时符合伏特-秒平衡的原理。在此模式下，PMOS信道的电阻性损耗会高于标准升压模式，所以效率就变得较差；此外，Vin所能超过Vout的最大范围不仅受到制程技术的电压能力限制，也会受到PMOS组件周围环境的热阻抗影响。
我们利用一颗芯片来实作本文介绍的设计，它采用MSOP-10封装技术包括底部有散热裸铜，使其就算在最恶劣条件下，Vin也会比Vout高出1.5 V。量测结果显示升压模式的转换效率通常都高过90%，最高甚至达到95%，降压转换模式的效率则在55%和75%之间。由于提供降压转换能力，本文介绍的转换器能为种类广泛的电池供电型应用带来一套节省电路板面积、成本和功耗的解决方案。