Switched Mode Power Conversion: Prior Art
Switched Mode Power Conversion: Prior Art
Switched Mode Power Conversion: Prior Art
Prior Art
VIN
VO
R
VO
R
VIN
VO
R
IO
IO
IIN
IIN-IO
IO
VIN
VO
R
VIN
RS
IO
VO
R
R
VO = VIN
R + RS
VIN
RS
IO
VO
R
VIN
RS
IO
VO
R
IIN
IIN-IO
IO
IIN
RSH
IO
R
R SH =
( ( IIN / IO ) 1)
IIN
RSH
IO
IIN
RSH
IO
Source
RS
VIN
IO
RSH
VO
R
Source
RS
VIN
IO
RSH
VO
R
Source
RS
VIN
IO
VO
R
VIN
RS
IZ
IO
VO
R
RS
VIN
VO
R
VO
R
VO
R
Load Line
VO
R
V
R
VO
I
IO
VO
R
V
R1
R2
R3
VO
I
IO
VO
R
V
No Load
Full Load
VO
I
IO
VO
R
V
VIN
RS
VO
IZ
No Load
VO
R
V
VIN
Full Load
VO
IZ
IO
IIN
VO
R
V
VIN
RS
VO
IZ
No Load
Full Load
IO
I
VO
R
V
VIN
VO
Part Load
RS
IZ
IIN
IO
I
VO
R
VIN
VO
RS
IZ
IIN
IO
I
VO
R
VIN
VO
RS
IZ
IIN
IO
I
VO
R
VIN
VO
RS
IZ
IIN
IO
I
VO
R
V
VIN
IZ(min), VIN(min)
2
No Load Full Load
RS
VO
4
IZ(max)
IZ
IO
IZ(min)
1
IO, VO
VIN
RS
IO
VO
R
Prior art
Circuit Diagram
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
Prior Art
Load Line
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
Load Line
Prior Art
Source Line
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
V
Source Line
Prior Art
Output Voltage
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
Source Line
V
VO
Load Line
Prior Art
Control Strategy
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
V
VO
R1 R2 R3
Prior Art
Output Power
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
V
VO
IO
Prior Art
Input Power
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
V
VO
IO
Prior Art
Efficiency
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
VO
=
VIN
V
VO
IO
Prior Art
Losses
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
VO
=
VIN
V
VO
IO
Prior Art
Losses
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
VO
VO
=
VIN
IO
Prior Art
Losses
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
VO
=
VIN
VO
IO
Prior Art
Two Low-Loss Conditions
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
V
RS = 0
RS =
Prior Art
Central Idea of Switch Mode Power Conversion
Series Controlled Converter
RS
VIN
VO
R
VIN
V
S
VIN
RS = 0
VO
R
RS =
Prior Art
Another Version
Series Controlled Converter
VO
VIN
IB
VIN
V IB1 IB3 IB4
VO
IB2
IO
Prior Art
Closed Loop Control
Series Controlled Converter
VO
VIN
IB
VIN
g
JB
V*O
IB2
IO
Prior Art
Output Voltage
Series Controlled Converter
VO
VIN
IB
VIN
g
JB
V*O
( g(VO* VO ) J B ) R = VO
VO = VO*
IB2
g R
R
+ JB
1 + g R
1 + g R
IO
VIN
IIN
RB
IZ
IO
VO
R
VIN
IIN
RB
IZ
IO
VO = 10 V ; PO = 10 W ;
R = 10 to 100 ;
VIN = 15 V to 18 V ;
VZ = 10 V, 7 , 1 W Zener ;
= 20 ;
RB = ? ; = ? ;
VO = ? ;
VO
R
IIN
RB
IZ
VO
IO
V
Load Current
10 V
I
0.1 A
1A
IIN
RB
IO V
O
IB
IZ
IIN
RB
IZ
VO
IO
Load Current
10 V
IB
I
0.1 A
1A
IIN
RB
IZ
VO
IO
RS = 5/0.06 = 83
V
15 V
10 V
VIN(min) 10 mA
50 mA
IB
Load Current
IZ(min)
0.1 A
1A
VIN
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
IZ
VO
IO
RS = 5/0.06 = 83
15 V
10 V
VIN(min)
IB
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
IZ
VO
IO
RS = 5/0.06 = 83
15 V
10 V
VIN(min)
IB
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
IZ
VO
IO
RS = 5/0.06 = 83
15 V
10 V
VIN(min)
IB
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
VO
IO
RS = 5/0.06 = 83
15 V
10 V
VIN(min)
IZ
IB
10 *1.0
= 61%
15*1.1
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
IZ
VO
IO
V
VO = I Z R Z =
15 V
10 V
VIN(min)
IB
0.9
*7 = 0.3V
21
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
IZ
VO
IO
V
VO = I Z R Z =
15 V
10 V
VIN(min)
IB
3.0
*7 = 0.25V
83
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
VIN
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
IZ
VO
IO
15 V
10 V
VIN(min)
0.9 3.0
VO = I Z R Z =
+
*7 = 0.55V
21 83
IB
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
VIN
IIN
VIN(max
)
18 V
RB
IZ
VO
IO
15 V
10 V
VIN(min)
IB
Load Current
IZ(max) IZ(min)
0.1 A
1A
Prior Art
Summary
Series & Shunt Controlled Converters
General Linear Power Converter
Source
RS
VIN
IO
RSH
VO
R
Prior Art
Summary
Series & Shunt Controlled Converters
Simple in Design
Poor Efficiency
Source
RS
VIN
IO
RSH
VO
R
Source
VIN
VP
IO
VO
R
Source
IIN
IO
VO
R