-
9/12/13 Power Supply Tutorial- SMPS
www.smps.us/power-supply.html 1/3
SWITCH MODE POWER SUPPLY TUTORIAL
BLOCK DIAGRAM and BASIC THEORY OF OPERATION
>
5IJTNBZTPVOEMJLFBTJMMZRVFTUJPOCVUXIBUBSFQPXFSTVQQMJFTEPJOH
8FMMIFSFBSFUIFJSNBJOGVODUJPOT
$IBOHJOHUIFGPSNPGFMFDUSJDQPXFS'PSFYBNQMFFMFDUSJDJUZGSPNUIF
HSJEJTUSBOTNJUUFEJOUIFGPSNPG"$XIJMFFMFDUSPOJDDJSDVJUTOFFE%$
3FHVMBUJPO.BJOTWPMUBHFWBSJFTXPSMEXJEFGSPNUP7"$BOE
JTVTVBMMZQPPSMZSFHVMBUFEXIJMFUIFDJSDVJUTOPSNBMMZSFRVJSFXFMM
TUBCJMJ[FEMPXMFWFMGJYFEWPMUBHFT
4BGFUZJTPMBUJPO*ONPTUBQQMJDBUJPOTUIFPVUQVUTIBWFUPCFJTPMBUFE
GSPNUIFJOQVU
1SBDUJDBMMZ FWFSZ QJFDF PG FMFDUSPOJD FRVJQNFOU OFFET TPNF GPSN
PG
QPXFSDPOWFSTJPOPower supply unit146
UFDIOJDBMMZTQFBLJOHJTB
EFWJDFUIBU USBOTGFSTFMFDUSJDFOFSHZGSPNB TPVSDFUPB MPBEBOE JO
UIF
QSPDFTT DIBOHFT JUT DIBSBDUFSJTUJDT UP NFFU TQFDJGJD
SFRVJSFNFOUT 0G
DPVSTFUIJTUFSNJTOPUUIFNPTUBEFRVBUF"146EPFTOPUSFBMMZTVQQMZ
QPXFSJUPOMZDPOWFSUTJU*UTUZQJDBMBQQMJDBUJPOJTUPDPOWFSUBVUJMJUZhT"$
JOUPSFRVJSFESFHVMBUFE%$SBJMT%FQFOEJOHPOUIFNPEFPGPQFSBUJPOPG
UIFTFNJDPOEVDUPSTUIFDPOWFSUFSTDBOCFMJOFBSPSTXJUDIJOH
SMPS TUBOETGPSTXJUDINPEF146*OTVDIBEFWJDFQPXFSIBOEMJOHFMFDUSPOJD
DPNQPOFOUT BSF DPOUJOVPVTMZ TXJUDIJOH PO BOE PGG XJUI
IJHI GSFRVFODZ JO PSEFS UP QSPWJEF UIF USBOTGFS PG FMFDUSJD
FOFSHZ WJB
FOFSHZTUPSBHFDPNQPOFOUTJOEVDUPSTBOEDBQBDJUPST#ZWBSZJOHEVUZ
DZDMFGSFRVFODZPSBSFMBUJWFQIBTFPGUIFTFUSBOTJUJPOTBOBWFSBHFWBMVF
PGPVUQVUWPMUBHFPSDVSSFOUJTDPOUSPMMFE5IFPQFSBUJOHGSFRVFODZSBOHF
PGDPNNFSDJBM4.14VOJUTWBSJFTUZQJDBMMZGSPNL)[UPTFWFSBM.)[
see morePOGSFRVFODZTFMFDUJPO
#FMPX JT BDPODFQUVBM DJSDVJU EJBHSBN PG B UZQJDBMPGGMJOF 4.14
5IJT
UVUPSJBMXJMMJOUSPEVDFZPVUPJUTPQFSBUJPO
DESIGN BASICS
"$QPXFSGJSTUQBTTFTUISPVHIGVTFTBOEBMJOFGJMUFS5IFO
JUJTSFDUJGJFE
CZBGVMMXBWFCSJEHFSFDUJGJFS5IFSFDUJGJFEWPMUBHFJTOFYUBQQMJFEUPUIF
QPXFSGBDUPSDPSSFDUJPO1'$QSFSFHVMBUPSGPMMPXFECZUIFEPXOTUSFBN
%$%$DPOWFSUFST
Home
Tutorial
Topologies
SMPS design
Software
PCB design
Computer
PSU
UPS
Circuit
Transformers
Formulas
EE Reference
Inverters
Thermal
design
Generators
Solar
FIND POWER
SUPPLY
PRODUCTS BY
SPEC
/PUFUIBUFYDFQUGPS1$TBOE$PNQBDU1$*TZTUFNT146PVUQVUDPOOFDUPSTBOEQJOPVUTJOHFOFSBMBSFOPU
TUBOEBSEJ[FEBOEBSFMFGUVQUPUIFNBOVGBDUVSFST
-
9/12/13 Power Supply Tutorial- SMPS
www.smps.us/power-supply.html 2/3
'BOE'TIPXOPOUIFMFGUPGUIFDJSDVJUEJBHSBNBSFGVTFT&WFSZCPEZLOPXTBCPVUUIFNCVUNBOZQFPQMFBSFVOEFS
JNQSFTTJPOUIBUBGVTFCMPXJNNFEJBUFMZPODFBQQMJFEDVSSFOUFYDFFETJUTSBUJOH*GUIBUXBTUSVFOP146XPVME
GVODUJPOCFDBVTFPGNPNFOUBSZJOSVTIDVSSFOUT*OSFBMJUZBGVTFJTEFTJHOFEUPQIZTJDBMMZPQFOUIFDJSDVJUXIFOUIF
DVSSFOUCFJOHESBXOUISPVHIJUFYDFFETJUTSBUJOHGPSBDFSUBJOQFSJPEPGUJNF5IJTDMFBSJOHUJNFEFQFOETPOUIFEFHSFF
PGPWFSMPBEBOEJTBGVODUJPOPGI2t%VFUPUIJTEFMBZGVTFTXJMMOPUBMXBZTQSPUFDUFMFDUSPOJDDPNQPOFOUTGSPNB
DBUBTUSPQIJDGBJMVSFDBVTFECZTPNFGBVMUDPOEJUJPOT5IFJSNBJOQVSQPTFJTUPQSPUFDUUIFVQTUSFBNMJOFGSPN
PWFSMPBEJOHBOEPWFSIFBUJOHBWPJEUSJQQJOHPGBOFYUFSOBMDJSDVJUCSFBLFSBOEQSFWFOUBGJSFUIBUNBZCFUSJHHFSFECZ
DPNQPOFOUTUIBUGBJMFEJOUPBTIPSUDJSDVJU
5IFMPXQBTT&.*GJMUFSJTEFTJHOFEUPSFEVDFIJHIGSFRVFODZDVSSFOUTHFUUJOHJOUPUIF"$MJOFUPBOBDDFQUBCMFMFWFM
5IJTJTOFDFTTBSZUPQSFWFOUJOUFSGFSFODFPOUIFPUIFSEFWJDFTDPOOFDUFEUPUIFTBNFFMFDUSJDBMXJSJOH5IFSFJTB
OVNCFSPGTUBOEBSETTVDIBT&/GPS*OGPSNBUJPO5FDIOPMPHZFRVJQNFOUUIBUHPWFSOUIFNBYJNVNMFWFMPG&.*
5IFGJMUFSJTGPMMPXFECZUIFSFDUJGJFSUIBUDPOWFSUTCJQPMBS"$XBWFGPSNTUPVOJQPMBSQVMTBUJOHPOFT*UIBTGPVSEJPEFTJO
BCSJEHFBSSBOHFNFOUUPQSPWJEFUIFTBNFQPMBSJUZPGUIFPVUQVUGPSCPUIQPMBSJUJFTPGUIFJOQVU
PFC
regulator5IFSFDUJGJFEJOQVUWPMUBHFJTGFEJOUPUIFOFYUTUBHFXIPTFQSJNFQVSQPTFJTUPJODSFBTFQPXFSGBDUPS1'#ZEFGJOJUJPO1'
JTUIFSBUJPCFUXFFOXBUUTBOEWPMUBNQT*OUIFQSPDFTTUIF1'$QSF
SFHVMBUPSVTVBMMZCPPTUTUIFWPMUBHFUP7%$5IFSFBSFBMTP
EFTJHOTXIFSFCPPTU%$MJOLGPMMPXTUIFQFBLPGJOQVU"$WPMUBHF
JOTUFBEPGCFJOHGJYFEPSXIFSFBCVDLDPOWFSUFSJTVTFEJOTUFBEPGB
CPPTU
5IFSFBSFUXPNBJOUZQFTPGQPXFSGBDUPSDPSSFDUJPODJSDVJUTBDUJWFBOE
QBTTJWF#FMPXJTBCMPDLEJBHSBNPGBOBDUJWF1'$TUBHF)FSFJTIPXJU
XPSLT"DPOUSPMMFSNPOJUPSTCPUIUIFWPMUBHFBDSPTTTFOTFSFTJTUPSBOE
Vboost8IJMFSFHVMBUJOH7CPPTUJUDPOUSPMTBUUIFTBNFUJNFUIFTIBQF
PGUIFJOQVUDVSSFOUTPUIBUJUJTJOQIBTFXJUINBJOT"$BOESFQFBUTJUT
XBWFGPSN8JUIPVUUIJTUIFDVSSFOUXPVMECFEFMJWFSFEUPUIF4.14JO
TIPSUIJHIMFWFMQVMTFTXIJDIIBWFBIJHIIBSNPOJDDPOUFOU5IF
IBSNPOJDTEPOPUTVQQMZBOZSFBMFOFSHZUPUIFMPBECVUDBVTFBEEJUJPOBMIFBUJOHJOUIFXJSJOHBOEEJTUSJCVUJPO
FRVJQNFOU5IFZBMTPSFEVDFUIFNBYJNVNXBUUBHFUIBUDBOCFUBLFOGSPNBTUBOEBSEXBMMPVUMFUTJODFDJSDVJUCSFBLFST
BSFSBUFECZFMFDUSJDDVSSFOUSBUIFSUIBOCZXBUUT5IFSFBSFWBSJPVTregulationsUIBUMJNJUUIFJOQVUIBSNPOJDDPOUFOU
TVDIBT&/GPSFRVJQNFOUDPOOFDUFEUPQVCMJDMPXWPMUBHFEJTUSJCVUJPOTZTUFNTPS%0GPSBJSCPSOF
FRVJQNFOU5PNFFUUIFTFSFRVJSFNFOUTZPVDBOVTFB1'DPSSFDUJPOUFDIOJRVFBEFWJDFXJUIBIJHI1'ESBXTB
OFBSMZTJOVTPJEBMDVSSFOUGSPNUIFTPVSDFBUBTJOVTPJEBMJOQVU5IJTBVUPNBUJDBMMZSFTVMUTJOMPXIBSNPOJDDPOUFOU
$VSSFOUMZUIFSFBSFOPNBOEBUPSZJOUFSOBUJPOBMTUBOEBSETUIBUTQFDJGJDBMMZSFHVMBUFUIF1'PGBOFMFDUSPOJDFRVJQNFOU
CVUUIFSFBSFWBSJPVTOBUJPOBMBOEJOEVTUSZTUBOEBSETBTXFMMBTWPMVOUBSZJODFOUJWFQSPHSBNT'PSFYBNQMF1-64
BOE&OFSHZ4UBSQSPHSBNTSFRVJSFDPNQVUFSTUPEFNPOTUSBUF1'>BUSBUFEMPBE:PVDBOSFBEBCPVUBDUJWFQPXFS
GBDUPSDPSSFDUJPOJOUIJTPFC guide
5IFBCPWFTUBOEBSETBMTPTQFDJGZNJOJNVNFGGJDJFODZPGDFSUBJODMBTTFTPGFMFDUSPOJDEFWJDFT5IFFGGJDJFODZPGB146
CZEFGJOJUJPOJTUIFSBUJPCFUXFFOUIFWBMVFTPGPVUQVUBOEJOQVUXBUUBHFEfficiency=Pout/Pin/PUFUIBUCFDBVTF
1JO7"1'BOETJODFBOZSFBMBDUJWFDJSDVJUIBT1'ZPVDBOhUKVTUNVMUJQMZJOQVUWPMUTBOEBNQTUPNFBTVSF1JOZPV
-
9/12/13 Power Supply Tutorial- SMPS
www.smps.us/power-supply.html 3/3
Tweet 0 32
Search
'PMMPXVT
!TNQTVT
(PPHMF
OFFEBUSVFXBUUNFUFS
5IF%$%$DPOWFSUFSSVOTPGGUIF1'$PVUQVU
HFOFSBUFTBTFUPG%$CVTTFTSFRVJSFEGPSUIFMPBE
BOEOPSNBMMZBMTPQSPWJEFTJOQVUUPPVUQVUJTPMBUJPO
5IFSFBSFBOVNCFSPGUPQPMPHJFTVUJMJ[FEJO%$%$
DPOWFSUFST5IFBCPWFCMPDLEJBHSBNEFQJDUTBO
JTPMBUJOHGPSXBSEDPOWFSUFS.PTUMPXWPMUBHFOPO
JTPMBUFEDPOWFSUFSTVTFCVDLSFHVMBUPSTTJOHMFPS
JOUFSMFBWFENVMUJQIBTF5IFSFJTMJLFXJTFBMBSHF
WBSJFUZPG18.*$TTVJUBCMFGPSFBDIPGUIFTF
UPQPMPHJFT5IFselectionPGUIFSJHIUQPXFSUPQPMPHZ
EFQFOETPOTQFDJGJDSFRVJSFNFOUTGPSUIFQSPEVDU
JODMVEJOHDPTUBOEUJNFGBDUPST
'JOBMMZUIFIPVTFLFFQJOHTVQQMZQSPWJEFTCJBTGPSBMMDPOUSPMDJSDVJUSZ*UNBZ
BMTPQSPWJEFBTFQBSBUFTUBOECZWPMUBHF4#7XIJDISFNBJOTBDUJWFXIFOUIF
14VOJUJTTIVUEPXOGPSBOZSFBTPO*OUPEBZhTDPNQVUFSQPXFSTVQQMZB7%$
4#7JTBTUBOEBSEGFBUVSF
*GZPVXBOUUPMFBSOQSBDUJDBM146EFTJHOZPVNBZTUBSUXJUI6OJUSPEFseminar
booksXIFSFZPVDBOGJOEBDPNQSFIFOTJWFDPMMFDUJPOPGQPXFSTVQQMZUVUPSJBMT
SFGFSFODFTQSBDUJDBMTDIFNBUJDEJBHSBNTBOEHVJEFT:PVNBZBMTPSFBE4.14
EFTJHOreference manualXJUIBQQMJDBUJPOOPUFTPOCBTJDSFHVMBUPST
9
.BUFSJBM$POOFDUJPOT%JTDMPTVSF]%JTDMBJNFSBOE5FSNT0G6TF]$POUBDU*OGPSNBUJPO]"CPVU]
1SJWBDZ
-B[BS3P[FOCMBU
Like 56
