在正常操作中，开关周期由来自电感器谷值电流比较器（框图中的ICMP）的信号启动。顶部功率MOSFET被接通，并且接通时间控制器中的定时器同时启动。导通时间控制器根据方框图所示的公式，根据所需的开关频率fO和降压比VON/VIN计算正确的导通时间（以tON（MIN）为准）。在典型应用中，VON引脚应连接到输出电压VOUT。
当定时器到期时，顶部功率MOSFET关闭，底部功率MOSFET打开，直到电流比较器（ICMP）跳闸，重新启动定时器并启动下一个循环。通过感测底部功率MOSFET的SW和PGND节点两端的电压降来监测电感器电流。ITH节点处的电压设置与电感器谷值电流相对应的ICMP比较器阈值。
误差放大器（EA）通过将内部0.6V参考电压与从输出电压导出的反馈信号VFB进行比较来调整ITH电压。例如，如果负载电流增加，输出电压将相对于0.6V参考值降低。ITH电压将上升，直到平均电感器电流增加以匹配负载电流。
在低负载电流下，电感器电流可能降至零或变为负值。如果LTC3646配置为突发模式操作，则电流反转比较器（IREV）会检测到这种电感器电流状况，然后关闭底部功率MOSFET并将该部分置于低静态电流睡眠状态，从而在低负载电流下实现不连续操作并提高效率。两个功率MOSFET将保持关断状态，部件处于睡眠状态，输出电容器提供负载电流，直到ITH电压上升到足以启动另一个循环。通过将MODE/SYNC引脚接地，将LTC3646置于强制连续模式，禁用不连续操作。在强制连续模式操作期间，无论输出负载电流如何，都会发生同步操作，并且允许电感器电流谷值变为负值。
工作频率由RT电阻器的值决定，该电阻器对内部振荡器的电流进行编程。内部锁相环根据电气特性表中所示的tON和tOFF时间限制，调整开关调节器的导通时间，使开关频率与编程频率相匹配。或者，RT引脚可以连接到INTVCC引脚，这会导致内部振荡器以默认频率2.25MHz运行。
时钟信号可以施加到MODE/SYNC引脚，以使开关频率与外部源同步。在这种配置下工作时，将一个电阻连接到RT引脚，其值对应于施加的时钟频率。通过向MODE/SYNC引脚提供外部时钟，该部件将在强制连续模式下运行。