10-Isolated Switching Power Supply

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Unformatted text preview: Isolated Switching Power Supply Chern-Lin Chen (陳 秋 麟) Department of Electrical Engineering & Graduate Institute of Electronics Engineering National Taiwan University e-mail - clchen@cc.ee.ntu.edu.tw office tel – +886-2-3366-3575 Apr. 27, 2010 Isolated Topologies IP IS + VP NP NS + VS VP N P = VS N S IP NS = IS NP (Lenz' Law) (from Pin = Pout ) Forward mode (transformer) – Forward, Push-Pull, Half-Bridge, Full-Bridge Flyback mode (inductor) - Flyback 1 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Single Forward iQ1 ton D1 L 0 toff t vQ1 CO 0 t (Vd /n)−VO t DTS −VO ipri NR NP Vd Cin Q1 DR id1 NS iL D2 R VO vL 0 id2 iR id1 id2 0 t core reset required high Q1 voltage stress t iL 0 IL=IO t iR t 2 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Double Forward iQ1 ton 0 toff t vQ1 DR2 Q2 D1 L id1 Vd Cin NP NS iL CO D2 R VO 0 t (Vd /n)−VO t DTS −VO vL 0 id2 iR DR1 Q1 id1 id2 0 t t iL additional switch, high-side driver IL=IO t 0 iR t 3 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Push-Pull iQ1 ton iQ2 0 0 toff t t 2Vd Vd t 2Vd Vd t (Vd /n)−VO t DTS DTS (0.5−D)TS −VO vQ1 n:1 NP NP Vd Cin Q1 D1 L id1 iL NS NS CO R VO vQ2 0 id2 DQ1 Q2 DQ2 D2 vL 0 0 id1 id2 0 t 0 t IL=IO △iL iL 0 4 National Taiwan University 國立台灣大學 t Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Active-Clamp Forward D1 CC LM S2 Vin S1 Lr D2 Lo Co Vo 5 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Half-Bridge C1 S2 nS nP nS D1 Lo iLO Co Vo Vin C2 ip D2 S1 6 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Asymmetrical Half-Bridge Cb ip S2 Lr D1 iD1 Lo iLO Co iD2 D2 S2 1 Vo T n:1 im LM 7 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 LLC Resonant Converter Q1 Vin Cr Lr n :1:1 D1 Vout Cout Q2 Lm D2 RL 8 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Full-Bridge 9 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Flyback vQ Vd+nVO 0 DO t Vd vP ipri Q n:1 isec Q 0 CO R VO t LP Vd Cin ipri ton toff −n(VO+VF) Q1 0 t isec IO 0 t VO+VF 0 t vsec one magnetic device only low power, low cost −Vd /n iCo 0 t 10 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Active Clamp Flyback Lleak N:1 D1 Lleak N:1 D1 Cclamp Lm Vo Lm Vo S2 Vin S1 CDS Vin S2 Cclamp CDS S1 11 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Example System - PC ATX Power ~ bridge rectifier Boost PFC LLC resonant Flyback standby 12 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 Bridge Rectifier Vdc Vac universal input – input Vac,rms : 90 – 264 V associated Vdc,pk : 127 – 373 V 13 National Taiwan University 國立台灣大學 Power ICS Laboratory 功率積體電路與系統實驗室 Chern-Lin Chen 陳秋麟 ...
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