power topologies quick reference guide - ti.com

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Power Topologies Quick Reference Guide TI.com/powertopologies

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Page 1: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

Power TopologiesQuick Reference Guide

TI.com/powertopologies

Page 2: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

Ns

Np

VD1 = 2 · Vin · - Vf

D =(Vout + Vf)

Ns

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∙1

2

Push-Pull

DutyCycle

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Ns

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∙1

2

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D1 DiodeVoltage

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Current

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s

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2

Fly - Buck™ Flyback Two Switch Flyback

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

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D1 DiodeVoltage

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Half - Bridge Full - Bridge Phase Shifted Full - Bridge

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D1 DiodeVoltage

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2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

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Ns

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SLYU032

2 Power Topologies Quick Reference Guide

TI.com/powertopologies

Page 3: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

Ns

Np

VD1 = 2 · Vin · - Vf

D =(Vout + Vf)

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∙1

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Push-Pull

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2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

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D1 DiodeVoltage

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L1

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D1Ci

SLYU032

TI.com/powertopologies

Power Topologies Quick Reference Guide 3

Page 4: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

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D1 Diode /Q2 FET Current

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SLYU032

4 Power Topologies Quick Reference Guide

TI.com/powertopologies

Page 5: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

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VD1 = 2 · Vin · - Vf

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Ns

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Push-Pull

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D1 DiodeVoltage

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FET Q1Voltage

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Np1 PrimaryCurrent

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Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

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Q1 FET Voltage

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D1 Diode / Q2 FET Voltage

D1 Diode /Q2 FET Current

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Np

Ns

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FET Q1Current

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D2 DiodeVoltage

D1 DiodeVoltage

Q1 FETVoltage

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(1-D)

Vin

Ns

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www.ti.com/power

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SLYU032

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

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VD1 = 2 · Vin · - Vf

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2

Push-Pull

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VD1 = 2 ∙ (Vout + Vf)

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Current

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Half - Bridge Full - Bridge Phase Shifted Full - Bridge

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent & Diode D1 Current

Diode D1Voltage

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

NsNp

Vin ∙

VQ1 = Vin

NsNp

VD1 = Vin ∙- Vf

12

D = ∙Vout + Vf

NsNp

Vin ∙

VQ1 = Vin

Ns

NpVD1 = 2 ∙ Vin ∙

- Vf

D =∙

Vout + Vf

Lp + Lsh

NsNp

Vin ∙ Lp

VQ1 = Vin

(Transformer)

(Transformer)

∙Lp + Ls

Ns

NpVD1 =

2 ∙ Vin ∙ Lp- Vf

D =Vout + VfVin+ Vf

D =Vout

Vin

VQ1 = Vin + Vf

VD1 = Vin

VQ1 = Vin

VQ2 = Vin

D =Vout + Vf - Vin

Vout + Vf

VQ1 = Vout + Vf

VD1 = Vout

D =-Vout + Vf

-Vout + Vf + Vin

VQ1 = Vin + Vf - Vout

VD1 = Vin - Vout

D =Vout + Vf

Vout + Vf + Vin

VQ1 = Vin + Vout + Vf +VC1,ripple

2

VD1 = Vin + Vout + VC1,ripple

2

D =-Vout + Vf

-Vout + Vf + Vin

VQ1 = Vin - Vout + Vf +VC1,ripple

2

VD1 = Vin - Vout + VC1,ripple

2

D =Vout + Vf

Vout + Vf + Vin

VQ1 = Vin + Vout + Vf +VC1,ripple

2

VD1 = Vin + Vout +VC1,ripple

2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FET Voltage

Q1 FET Current

D1 Diode / Q2 FET Voltage

D1 Diode /Q2 FET Current

L1 InductorCurrent

L2 InductorCurrent

Ns

Np

Ns

Np

D =(Vout + Vf)

Vin ∙N

s

Np

D = (Vout + Vf)

Vin ∙N

s

Np

D =(Vout + Vf)

Vin ∙

VQ1 = VQ1 = 2 ∙ Vin + Vf VQ1 = Vin + Vf

VD1 = Vclamp ∙ - Vf

Ns

Nd

VD1 = (Vin + Vf) ∙ - Vf

Ns

Np

VD2 = Vin ∙ - Vf

Active Clamp Forward Single Switch Forward Two Switch Forward

Inductor L1Current

Ns Secondary

Current

NpPrimaryCurrent

FET Q1Current

FET Q1Voltage

PWM

D2 DiodeVoltage

D1 DiodeVoltage

Q1 FETVoltage

DutyCycle

(1-D)

Vin

Ns

Np

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Ns

Np

VD2 = Vin ∙ - Vf

www.ti.com/power

Np

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s- Vf

Co

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Q1

Np

Ns1

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D2

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Q4

Ci

Q1

D1

Np2 Ns2

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Q2

Np

D3

Ns

Ci

Co

L1

Co

D2

D1

Ci

Q2 Q1

Np2 Ns2

Np1 Ns1

Co

L1

D2

D1

Np Ns

Q1

Q2

D3

D4

CiNd

Q1

Np Ns D2

L1D1

D3

Co

CiQ2

L1

D2

D1

Np Ns

Q1

C1

Co

Ci

Q1

Np

D3

Q2D4 D1

Ns CoCi

Q1

D1

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Ci

Np

Ns

Q1

D1

Co1Q2Ci

Co2

Q1C1 L2

D1L1 CoCiD1Q1

C1L1 L2

CoCiQ1

D1C1

Ci

L1

L2 Co

Q1

L1

D1

CoCiQ1 Co

L1 D1

Ci

Q1

Co

L1

Ci Q2

Q1

Co

L1

D1Ci

SLYU032

TI.com/powertopologies

Power Topologies Quick Reference Guide 5

Page 6: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

Ns

Np

VD1 = 2 · Vin · - Vf

D =(Vout + Vf)

Ns

Np

Vin ∙

∙1

2

Push-Pull

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np1 PrimaryCurrent

Ns2 Secondary

Current

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

Ns

Np

Vin ∙

∙1

2

Np

Ns

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Weinberg

DutyCycle

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D1 DiodeVoltage

PWM

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Ns Secondary

Current

Np1 Primary Current

Ns1 Secondary

Current

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s

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Np

Np

Ns

Np

Ns

Np

Ns

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Np

Ns

Np

Ns

D =

(Vout + Vf) ∙

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s

Np

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p

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2

Fly - Buck™ Flyback Two Switch Flyback

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

D1 DiodeVoltage

D1 DiodeCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent

Half - Bridge Full - Bridge Phase Shifted Full - Bridge

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent & Diode D1 Current

Diode D1Voltage

Inductor L1Current

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VQ1 = Vin

NsNp

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12

D = ∙Vout + Vf

NsNp

Vin ∙

VQ1 = Vin

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- Vf

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Vout + Vf

Lp + Lsh

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(Transformer)

(Transformer)

∙Lp + Ls

Ns

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2 ∙ Vin ∙ Lp- Vf

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Vin

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2

VD1 = Vin + Vout + VC1,ripple

2

D =-Vout + Vf

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2

VD1 = Vin - Vout + VC1,ripple

2

D =Vout + Vf

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2

VD1 = Vin + Vout +VC1,ripple

2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FET Voltage

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D1 Diode / Q2 FET Voltage

D1 Diode /Q2 FET Current

L1 InductorCurrent

L2 InductorCurrent

Ns

Np

Ns

Np

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s

Np

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Vin ∙N

s

Np

D =(Vout + Vf)

Vin ∙

VQ1 = VQ1 = 2 ∙ Vin + Vf VQ1 = Vin + Vf

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Nd

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Ns

Np

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Active Clamp Forward Single Switch Forward Two Switch Forward

Inductor L1Current

Ns Secondary

Current

NpPrimaryCurrent

FET Q1Current

FET Q1Voltage

PWM

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D1 DiodeVoltage

Q1 FETVoltage

DutyCycle

(1-D)

Vin

Ns

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Ns

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D1

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Ci

Co

L1

Co

D2

D1

Ci

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Np2 Ns2

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Co

L1

D2

D1

Np Ns

Q1

Q2

D3

D4

CiNd

Q1

Np Ns D2

L1D1

D3

Co

CiQ2

L1

D2

D1

Np Ns

Q1

C1

Co

Ci

Q1

Np

D3

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D1

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Np

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Q1

D1

Co1Q2Ci

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Q1C1 L2

D1L1 CoCiD1Q1

C1L1 L2

CoCiQ1

D1C1

Ci

L1

L2 Co

Q1

L1

D1

CoCiQ1 Co

L1 D1

Ci

Q1

Co

L1

Ci Q2

Q1

Co

L1

D1Ci

SLYU032

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

Ns

Np

VD1 = 2 · Vin · - Vf

D =(Vout + Vf)

Ns

Np

Vin ∙

∙1

2

Push-Pull

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np1 PrimaryCurrent

Ns2 Secondary

Current

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

Ns

Np

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∙1

2

Np

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VD1 = 2 ∙ (Vout + Vf)

Weinberg

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np Primary Current

Ns Secondary

Current

Np1 Primary Current

Ns1 Secondary

Current

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Vin

VQ1 = Vin

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s

Np

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Np

Np

Ns

Np

Ns

Np

Ns

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Np

Ns

Np

Ns

D =

(Vout + Vf) ∙

Vin + (Vout + Vf) ∙

VD1 = Vout + Vin ∙N

s

Np

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p

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2

Fly - Buck™ Flyback Two Switch Flyback

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

D1 DiodeVoltage

D1 DiodeCurrent

Np PrimaryCurrent

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Half - Bridge Full - Bridge Phase Shifted Full - Bridge

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

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Q1 FETCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent & Diode D1 Current

Diode D1Voltage

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

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NsNp

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12

D = ∙Vout + Vf

NsNp

Vin ∙

VQ1 = Vin

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- Vf

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Vout + Vf

Lp + Lsh

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(Transformer)

(Transformer)

∙Lp + Ls

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D =Vout

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VQ1 = Vout + Vf

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2

VD1 = Vin + Vout + VC1,ripple

2

D =-Vout + Vf

-Vout + Vf + Vin

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2

VD1 = Vin - Vout + VC1,ripple

2

D =Vout + Vf

Vout + Vf + Vin

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VD1 = Vin + Vout +VC1,ripple

2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FET Voltage

Q1 FET Current

D1 Diode / Q2 FET Voltage

D1 Diode /Q2 FET Current

L1 InductorCurrent

L2 InductorCurrent

Ns

Np

Ns

Np

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s

Np

D = (Vout + Vf)

Vin ∙N

s

Np

D =(Vout + Vf)

Vin ∙

VQ1 = VQ1 = 2 ∙ Vin + Vf VQ1 = Vin + Vf

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Nd

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Ns

Np

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Active Clamp Forward Single Switch Forward Two Switch Forward

Inductor L1Current

Ns Secondary

Current

NpPrimaryCurrent

FET Q1Current

FET Q1Voltage

PWM

D2 DiodeVoltage

D1 DiodeVoltage

Q1 FETVoltage

DutyCycle

(1-D)

Vin

Ns

Np

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Ns

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www.ti.com/power

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Co

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Co

L1

Co

D2

D1

Ci

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Np2 Ns2

Np1 Ns1

Co

L1

D2

D1

Np Ns

Q1

Q2

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D4

CiNd

Q1

Np Ns D2

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Co

CiQ2

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D2

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Np Ns

Q1

C1

Co

Ci

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Np

D3

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Np

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Q1C1 L2

D1L1 CoCiD1Q1

C1L1 L2

CoCiQ1

D1C1

Ci

L1

L2 Co

Q1

L1

D1

CoCiQ1 Co

L1 D1

Ci

Q1

Co

L1

Ci Q2

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Co

L1

D1Ci

SLYU032

6 Power Topologies Quick Reference Guide

TI.com/powertopologies

Page 7: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

Ns

Np

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Ns

Np

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∙1

2

Push-Pull

DutyCycle

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D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np1 PrimaryCurrent

Ns2 Secondary

Current

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

Ns

Np

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∙1

2

Np

Ns

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VD1 = 2 ∙ (Vout + Vf)

Weinberg

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np Primary Current

Ns Secondary

Current

Np1 Primary Current

Ns1 Secondary

Current

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Vin

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s

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Np

Np

Ns

Np

Ns

Np

Ns

D =

(Vout + Vf) ∙

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Np

Ns

Np

Ns

D =

(Vout + Vf) ∙

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s

Np

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p

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2

Fly - Buck™ Flyback Two Switch Flyback

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

D1 DiodeVoltage

D1 DiodeCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent

Half - Bridge Full - Bridge Phase Shifted Full - Bridge

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent & Diode D1 Current

Diode D1Voltage

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

NsNp

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VQ1 = Vin

NsNp

VD1 = Vin ∙- Vf

12

D = ∙Vout + Vf

NsNp

Vin ∙

VQ1 = Vin

Ns

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- Vf

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Vout + Vf

Lp + Lsh

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(Transformer)

(Transformer)

∙Lp + Ls

Ns

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Vin

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2

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2

D =-Vout + Vf

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2

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VD1 = Vin + Vout +VC1,ripple

2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FET Voltage

Q1 FET Current

D1 Diode / Q2 FET Voltage

D1 Diode /Q2 FET Current

L1 InductorCurrent

L2 InductorCurrent

Ns

Np

Ns

Np

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s

Np

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Vin ∙N

s

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D =(Vout + Vf)

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Nd

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Ns

Np

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Active Clamp Forward Single Switch Forward Two Switch Forward

Inductor L1Current

Ns Secondary

Current

NpPrimaryCurrent

FET Q1Current

FET Q1Voltage

PWM

D2 DiodeVoltage

D1 DiodeVoltage

Q1 FETVoltage

DutyCycle

(1-D)

Vin

Ns

Np

VD2 = Vin ∙ - Vf

Ns

Np

VD2 = Vin ∙ - Vf

www.ti.com/power

Np

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s- Vf

Co

L1Q2

Q1

Np

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Ns2

D2

D1Q3

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Ci

Q1

D1

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Np1 Ns1D2

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Ns

Ci

Co

L1

Co

D2

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Ci

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Np2 Ns2

Np1 Ns1

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L1

D2

D1

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Q1

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L1D1

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Co

CiQ2

L1

D2

D1

Np Ns

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C1

Co

Ci

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Np

D3

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Ns CoCi

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Ns

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D1

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Co2

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D1C1

Ci

L1

L2 Co

Q1

L1

D1

CoCiQ1 Co

L1 D1

Ci

Q1

Co

L1

Ci Q2

Q1

Co

L1

D1Ci

SLYU032

Texas Instruments Power Topologies

VQ1 = 2 · Vin

Ns

Np

VD1 = 2 · Vin · - Vf

D =(Vout + Vf)

Ns

Np

Vin ∙

∙1

2

Push-Pull

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np1 PrimaryCurrent

Ns2 Secondary

Current

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

Ns

Np

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∙1

2

Np

Ns

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VD1 = 2 ∙ (Vout + Vf)

Weinberg

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np Primary Current

Ns Secondary

Current

Np1 Primary Current

Ns1 Secondary

Current

D = Vout_pri

Vin

VQ1 = Vin

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s

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VD1 = Vout + Vin ∙

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Ns

Np

Np

Ns

Np

Ns

Np

Ns

D =

(Vout + Vf) ∙

Vin + (Vout + Vf) ∙

Np

Ns

Np

Ns

D =

(Vout + Vf) ∙

Vin + (Vout + Vf) ∙

VD1 = Vout + Vin ∙N

s

Np

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p

NsVQ1 =

2

Fly - Buck™ Flyback Two Switch Flyback

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

D1 DiodeVoltage

D1 DiodeCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent

Half - Bridge Full - Bridge Phase Shifted Full - Bridge

Duty Cycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FETVoltage

Q1 FETCurrent

Np PrimaryCurrent

Ns SecondaryCurrent & Diode D1 Current

Diode D1Voltage

Inductor L1Current

D =Vout + Vf

NsNp

Vin ∙

VQ1 = Vin

NsNp

VD1 = Vin ∙- Vf

12

D = ∙Vout + Vf

NsNp

Vin ∙

VQ1 = Vin

Ns

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- Vf

D =∙

Vout + Vf

Lp + Lsh

NsNp

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(Transformer)

(Transformer)

∙Lp + Ls

Ns

NpVD1 =

2 ∙ Vin ∙ Lp- Vf

D =Vout + VfVin+ Vf

D =Vout

Vin

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VD1 = Vin

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Vout + Vf

VQ1 = Vout + Vf

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2

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2

D =-Vout + Vf

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2

VD1 = Vin - Vout + VC1,ripple

2

D =Vout + Vf

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2

VD1 = Vin + Vout +VC1,ripple

2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

DutyCycle

Q1 FETVoltage

D1 DiodeVoltage

PWM

Q1 FET Voltage

Q1 FET Current

D1 Diode / Q2 FET Voltage

D1 Diode /Q2 FET Current

L1 InductorCurrent

L2 InductorCurrent

Ns

Np

Ns

Np

D =(Vout + Vf)

Vin ∙N

s

Np

D = (Vout + Vf)

Vin ∙N

s

Np

D =(Vout + Vf)

Vin ∙

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Nd

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Ns

Np

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Ns Secondary

Current

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(1-D)

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Ns

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Co

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Q1

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Q1

D1

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Co

D2

D1

Ci

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Np2 Ns2

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Co

L1

D2

D1

Np Ns

Q1

Q2

D3

D4

CiNd

Q1

Np Ns D2

L1D1

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Co

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L1

D2

D1

Np Ns

Q1

C1

Co

Ci

Q1

Np

D3

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D1

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C1L1 L2

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D1C1

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L1

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Q1

L1

D1

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Ci

Q1

Co

L1

Ci Q2

Q1

Co

L1

D1Ci

SLYU032

Texas Instruments Power Topologies

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Np

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Ns

Np

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∙1

2

Push-Pull

DutyCycle

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D1 DiodeVoltage

PWM

FET Q1Voltage

FET Q1Current

Np1 PrimaryCurrent

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Current

Inductor L1Current

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Ns

Np

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∙1

2

Np

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DutyCycle

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D1 DiodeVoltage

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Current

Np1 Primary Current

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Current

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Np

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Np

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Np

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D =

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s

Np

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p

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2

Fly - Buck™ Flyback Two Switch Flyback

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D1 DiodeVoltage

PWM

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D1 DiodeVoltage

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D1 DiodeVoltage

PWM

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12

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- Vf

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(Transformer)

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2

Buck Synchronous Buck Boost Inverting Buck - Boost Sepic Cuk Zeta

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D1 DiodeVoltage

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Np

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SLYU032

Texas Instruments Power Topologies

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s

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2

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SLYU032

Texas Instruments Power Topologies

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D1 Diode /Q2 FET Current

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Np

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SLYU032

Texas Instruments Power Topologies

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∙1

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FET Q1Current

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Np

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Np PrimaryCurrent

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D1 DiodeVoltage

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Q1 FET Voltage

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D1 Diode / Q2 FET Voltage

D1 Diode /Q2 FET Current

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Np

Ns

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Vin ∙N

s

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Q1

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SLYU032

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Power Topologies Quick Reference Guide 7

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Page 9: Power Topologies Quick Reference Guide - TI.com

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