隔离电源参考设计

2017年3月28日

Vincent LiDavid Andeen

作者:Vincent Li Maxim Integrated 应用工程师
David Andeen Maxim Integrated CPG部门应用总监


隔离电源是工业、医疗设备供电设计所面临的挑战之一,Maxim电源工程师基于公司先进的隔离型 DC-DC控制技术,开发了一系列隔离电源模块,帮助用户简化电源设计。每款电源模块提供来自不同厂商 (汉仁、Sumida、Halo、Wurth)的变压器产品,方便用户从市场上获取隔离电源的关键部件。该系列产 品将24V工业电源或12V医疗设备电源转换成不同的输出电压,并提供不同等级的输出功率(表1)。每款 设计均经过严格测试,提供电源调整率、负载调整率、效率、瞬态特性等测试数据。


表1. 典型参数

参考设计 尺寸 Vin (V) Vout (V) Iout (A) Power (W) 隔离控制器
MAXREFDES111# 36mm x 20mm 24 5 0.4 2 MAX17498B
MAXREFDES112# 20.3mm x 59.7mm 24 12 0.8 10 MAX17596
MAXREFDES113# 35mm x 20mm 24 12 1.6 20 MAX17596
MAXREFDES114# 40mm x 20mm 24 5 2 10 MAX17599
MAXREFDES115# 55mm x 20mm 24 5 4 20 MAX17599
MAXREFDES116# 70mm x 20mm 24 5 8 40 MAX17599
MAXREFDES119# 12.7mm x 60mm 24 5 2 10 MAX17690
MAXREFDES120# 20mm x 60mm 24 5 4 20 MAX17690
MAXREFDES121# 22mm x 70mm 24 3.3 12 40 MAX17599
MAXREFDES122# 22mm x 70mm 24 5 8 40 MAX17599
MAXREFDES124# 55mm x 22mm 12 5.5 4 22 MAX17690

模块化设计可以方便地直接安装在用户的电路板上,同时也提供电路原理图、PCB Layout、Gerber文件以及BOM,用户可以轻松地将所选择的隔离模块设计移植到终端产品中。

MAXREFDES111#为高效反激(flyback)拓扑隔离电源,将24V (17V - 36V)输入转换成5V输出,输出功率为2W (0.4A)。设计采用MAX17498B 500kHz峰值电流模式转换器。

MAXREFDES112#、MAXREFDES113#为高效反激 (flyback)拓扑隔离电源,将24V (17V - 36V)输入转换成12V 输出,输出功率分别可达10W (0.8A)、20W (1.6A)。设计采用MAX17596峰值电流模式转换器,并可灵活调节开关 频率。

MAXREFDES114#、MAXREFDES115#、MAXREFDES116#采用MAX17599高效、有源钳位、电流模式控制器,优化用于工业电源。将24V输入(17V - 36V)转换为5V输出,最大输出功率分别为10W (2A)、20W (4A)、40W (8A)。

MAXREFDES119#、MAXREFDES120#采用高效反激拓 扑,将24V输入(17V - 36V)转换为5V输出,输出功率分别可达10W (2A)、20W (4A)。电路以MAX17690固定频率、峰值电流模式转换器为核心,可通过原边检测输出电压,从而省去了光耦反馈,在简化设计的同时,有效降低成本。- MAX17606副边同步整流MOSFET驱动器大大提高工作效 率,减轻了散热设计的负担。

MAXREFDES121#、MAXREFDES122#采用有源钳位拓 扑,将24V输入(17V - 36V)分别转换为3.3V和5V输出,输出功率可达40W (3.3V@12A、5V@8A)。电路采用MAX17599有源钳位、电流模式PWM控制器,针对工业应用进行优化,整个电路占用板面积为22mm x 70mm。

MAXREFDES124#采用高效flyback拓扑,将12V输入(9V - 18V)转换为5.5V输出,输出功率高达22W (4A)。电路以MAX17690固定频率、峰值电流模式转换器为核心,可通过原边检测输出电压,从而省去了光耦反馈,在简化设计的同时,有效降低成本。MAX17606副边同步整流MOSFET驱动器大大提高工作效率,减轻了散热设计的负担。值得强调的是,该模块采用的变压器可提供高达5kV的电气隔 离,满足医疗及其他对隔离度要求更高的应用。 

典型应用

  • 工业控制与工业自动化
  • 医疗成像、心电图机

产品优势

  • 高效:降低功耗、简化散热设计
  • 结构紧凑、设计灵活:高度集成
  • 高可靠性,满足工业、医疗环境的苛刻需求
  • 欠压保护和过压保护
  • 反激拓扑无需光耦
  • 可灵活选择不同厂商的变压器

关键特性

  • 较宽的输入电压范围:17V - 36V
    • MAXREFDES124#输入范围:9V - 18V
  • 输出容差:±5%
  • 输出电流(连续): 标称值的120%
  • 纹波 < ±1.5%
  • 高效率(参见相应参考设计文档)
  • 1500V电气隔离
    • MAXREFDES124#提供5kV隔离

原理框图

MAXREFDES111# - MAXREFDES116#框图:

MAXREFDES111-6

 

MAXREFDES119#、MAXREFDES120#、MAXREFDES124# 框图:

MAXREFDES119-20-24

 

MAXREFDES121#、MAXREFDES122#框图

MAXREFDES121-22

 

输入与输出引脚间距满足DOSA标准:

DOSA

 

MAXREFDES113#

MAXREFDES113

 

MAXREFDES114#

MAXREFDES114

如需详细的设计资料,请访问www.maximintegrated.com/cn/support, 或致电技术支持热线:
中国大陆北部:10800 852 1249;
中国大陆南部:10800 152 1249;
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