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Riverside (MAXREFDES8):3.3V输入、12V(15V)输出的隔离电源

来源: 中电网
2019-05-08
类别:电源管理
eye 18
文章创建人 拍明芯城

原标题:Riverside (MAXREFDES8):3.3V输入、12V(15V)输出的隔离电源

  本文详细介绍了Riverside子系统参考设计,由3.3V输入产生12V(15V)输出的隔离电源。Riverside参考设计包含一个3W H桥原侧变压驱动器提供隔离电源,以及宽输入范围的可调整输出的低压差线性稳压器(以下简称LDO)。本文还给出了测试结果和硬件文档。

  概述

  Riversdie设计(MAXREFDES8#)采用H桥变压驱动器(MAX256)和LDO (MAX1659),将3.3V输入转换为12V(15V)隔离输出电源(图1)。这一通用的电源方案能够用于各种不同场合的隔离电源应用,但主要针对工业传感器、工业自动化、过程控制以及医疗电子等领域。

  图1. Riverside子系统设计原理框图

  特性:

  隔离电源

  12V/15V输出电压

  占用较小的PCB面积

  兼容于PmodTM小型化设计

  应用:

  工业传感器

  过程控制系统

  工业自动化

  医疗电子

  硬件电路说明

  Riverside 参考设计子系统采用3.3V直流电源供电,MAX256 H桥变压驱动器的开关频率大约为475KHz,可以驱动匝数比为1:2.6的原侧,如采用Halo® Electronics的TGM-H281NF变压器。变压器副边连接倍压电路,将交流电压转换为直流输出。MAX1659线性稳压器将电压稳定在 12V,齐纳二极管D3用于保护线性稳压器,确保输入电压不高于16.1V。

  输入电源可从J1 Pmod兼容连接器接入,也可以将外部电源连接到EXT3.3V和DGND连接器。简单修改LDO的反馈电阻R2、R3,即可改变输出电压。

  MAX1659的输出电压由以下公式决定:

  VOUT = VSET × (1 + R2/R3)

  其中 VSET = 1.21V

  例如,对于需要采用15V输出的应用场合,将R2改为187kΩ,R3改为16.2kΩ。某些对输出电压纹波要求非常高的情况下,此时,可以在LDO前端增加一个低通LC π型滤波器。

  设计中的隔离变压器提供1500VRMS电压隔离,满足UL60950和EN60950认证要求,“功能上”满足绝缘等级规定。

  快速评估:

  需要设备:

  Riverside (MAXREFDES8#)板

  3.3V 1A电源

  数字电压表

  评估步骤

  Riverside板是完全安装并经过测试的电路板,按照以下步骤确认操作。

  将旁路器放置在JU1的1-2位置。

  电源正端连接到EXT3.3V连接器。

  电源负端连接到DGND连接器。

  电压表正端连接到+12V连接器。

  电压表负端连接到GND连接器。

  打开电源。

  用电压表测量输出电压。

  实验室测量

  对Riverside设计的12V和15V两种输出情形进行测试,通过调整R2、R3阻值可以获得其它输出电压。

  设置为12V输出时,电路可以提供最大165mA的负载电流。当设置为15V时,可以提供60mA的负载电流。

  为了提高负载驱动能力,用户可以提高输入电源的电压或适当提高变压器匝比。

  图2. 12V输出电压下的效率

  图3. 15V输出电压下的效率

  输出噪声可以很好地控制在输出电压的0.5%以内,噪声主要来源于MAX256的开关脉冲。图4和图5显示空载下,12V和15V输出的典型噪声特性;图6和图7显示满载情况下,12V和15V输出的典型噪声特性。

  设计文件

  硬件

  原理图

  材料清单(BOM)

  PCB布板

  PCB Gerber

  PCB CAD (PADS 9.0)


责任编辑:HanFeng

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标签: 电源

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