импульсный регулятор, энергию накапливать в катушке при открытом ключе, и сливать с этой катушки в какую-нить грелку, или в кондер источника питания, или еще куда нравится, при закрытом. Плюс LC-фильтр для того, чтобы источник не просек, что его импульсностью обманывают. Скважностью управлять ШИМом с проца, ОС с датчиков тока и напряжения на АЦП. Алгоритм управления - ПИ, ПИД, в общем от задачи. Защиту можно отдельно предусмотреть, для этого в таких процессорах есть специальный вход, мгновенно отрубающий ШИМ и вызывающий прерывание.