回到顶部

Lakewood (MAXREFDES7#): 3.3V输入、±12V (±15V)输出隔离电源

MAXREFDES7

参考设计免责声明 参照  重要声明和免责声明  涵盖参考设计和其他Maxim资源

描述

简介

Lakewood设计(MAXREFDES7#)采用H桥变压器驱动器(MAX256)和一对低压差线性稳压器LDO (MAX1659 ×2),从3.3V输入产生±12V (±15V)输出的隔离电源(图1)。这种通用电源解决方案可以用于多种不同类型的隔离电源设计,但主要针对工业传感器、工业自化、过程控制和医疗设备等应用。  Lakewood (MAXREFDES7)
更多图片
 (PDF, 1.9MB)

Figure 1. The Lakewood subsystem design block diagram.

图1. Lakewood子系统设计框图。

特性

应用

  • 隔离电源 
  • ±12V (±15V)输出
  • 占用较小的印刷电路板(PCB)面积
  • 兼容于Pmod™外形
  • 工业传感器
  • 过程控制
  • 工业自动化
  • 医疗器械

  • 5510fig00

    5510fig00

  • 5510fig01

    5510fig01

Icon

设计,建造,测试

图中的电路板已完全组装并经过测试。

 

原理图

物料清单(BOM)

PCB布线

PCB Gerber

细节部分

细节部分

简介

Lakewood设计(MAXREFDES7#)采用H桥变压器驱动器(MAX256)和一对低压差线性稳压器LDO (MAX1659 ×2),从3.3V输入产生±12V (±15V)输出的隔离电源(图1)。这种通用电源解决方案可以用于多种不同类型的隔离电源设计,但主要针对工业传感器、工业自化、过程控制和医疗设备等应用。  Lakewood (MAXREFDES7)
更多图片
 (PDF, 1.9MB)

Figure 1. The Lakewood subsystem design block diagram.

图1. Lakewood子系统设计框图。

特性

应用

  • 隔离电源 
  • ±12V (±15V)输出
  • 占用较小的印刷电路板(PCB)面积
  • 兼容于Pmod™外形
  • 工业传感器
  • 过程控制
  • 工业自动化
  • 医疗器械

硬件详细说明

Lakewood子系统参考设计采用3.3V直流电源供电,MAX256 H桥变压器驱动器以大约475kHz的频率驱动开关,驱动匝数比为1:2.6的变压器原边,这里采用Halo®电子公司的TGM-H281NF变压器。变压器副边连接到两路交流整流电压,产生直流输出。两个MAX1659 LDO把电压分别稳定在+12V和-12V。齐纳二极管(D3和D6)保护两个LDO,将输入电压钳制在16.1V以内。 

输入电源可从J1的Pmod兼容连接器提供,或将外部电源连接到EXT_ +3.3V和DGND之间供电。如需改变参考设计的输出电压,只需更改LDO (U2和U3)的反馈电阻(R2-R5)。 

MAX1659 LDO的输出电压由下式计算:  

VOUT = VSET × (1 + R2/R3), U2

VOUT = VSET × (1 + R4/R5), U3

式中,VSET = 1.21V.

例如,对于±15V输出的应用,将R2、R4更为187kΩ,将R3、R5更改为16.2kΩ即可。

该电路也可以配置为非对称应用。

在对电压纹波敏感的应用中,可以在LDO输入前面增加低通LC π型滤波器。

本设计提供高达1500VRMS的隔离变压器,设计通过了UL 60950和EN60950验证,到达“功能性”绝缘等级。

快速入门

所需设备:

  • Lakewood (MAXREFDES7#)板
  • 3.3V 1A电源 
  • 两块数字电压表

测试流程

Lakewood板完全安装并经过测试,按照以下步骤验证电路板功能。

  1. 在跳针JU1的1-2位置放置短路器
  2. 将电源正端连接到连接器的EXT_+3.3V
  3. 将电源负端连接到连接器的DGND
  4. 将第一块电压表正端连接到连接器的+12V
  5. 将第一块电压表负端连接到连接器的GND1
  6. 将第二块电压表负端连接到连接器的-12V
  7. 将第一块电压表正端连接到连接器的GND2
  8. 打开电源
  9. 分别使用电压表测量正、负压输出

实验室测试

对Lakewood设计的±12V和±15V两对电压输出进行测量,通过更改R2、R3、R4和R5电阻获得其它电压输出。设置为±12V输出时,该电路能够提供最大负载电流,每路大约90mA。设置为±15V输出,每路输出约为40mA。 

为了更大的负载驱动能力,用户可适当增大输入电源的电压或变压器匝数比。详细信息请参阅 MAX256数据手册,电源效率如图2图3所示。 

在非对称电压应用中,可以使一路电压的负载驱动大一些,另一路小一些。 



图2. 电源效率与±12V输出负载电流


图3. 电源效率与±15V输出负载电流

输出噪声远低于输出电压的0.5%,噪声主要源于MAX256开关脉冲。 图4和图5分别为12V和15V空载输出时的噪声;图6和图7分别为12V和15V最大负载电流下的输出噪声。

负压输出噪声和正压输出噪声对称。



图4. Vout = 12V、Iout = 0mA时的输出噪声


图5. Vout = 15V、Iout = 0mA时的输出噪声


图6. Vout = 12V、Iout = 90mA时的输出噪声


图7. Vout = 15V、Iout = 90mA时的输出噪声

Halo是Halo Electronics公司的注册商标
Pmod是Digilent公司的注册商标

参数化

输入类型 Vin(Min) Vin(Max) Iout(Max) 单路/多路输出 Vout(V) Pout(W) 隔离/非隔离 拓扑
DC 3 5.5 1 - - 12 Isolated -

参数化

输入类型 DC
Vin(Min) 3
Vin(Max) 5.5
Iout(Max) 1
单路/多路输出 -
Vout(V) -
Pout(W) 12
隔离/非隔离 Isolated
拓扑 -

Maxim设备 (2)

器件号 名称 产品线 购买 设计套件和评估模块
MAX1659 350mA、16.5V输入、低压差线性稳压器 线性稳压器 立即购买 设计套件
MAX256 3W原边变压器H桥驱动器,用于隔离电源 隔离电源 立即购买 设计套件

Maxim设备 (2)

器件号 产品线
线性稳压器
350mA、16.5V输入、低压差线性稳压器
隔离电源
3W原边变压器H桥驱动器,用于隔离电源

设计资料 (6)

标题 类型 尺寸 日期
maxrefdes7-cad-ra ZIP 93KB 2017-11-01
CAM output PDF 458KB 2017-11-03
Microsoft Word - MAXREFDES7_BOM_RA.doc PDF 20KB 2017-11-03
maxrefdes7-cad-rb ZIP 93KB 2019-07-09
Microsoft Word - MAXREFDES7_BOM_RB.doc PDF 20KB 2019-07-09
CAM output PDF 93KB 2019-07-09
日期 类型
2017-11-01

maxrefdes7-cad-ra

(ZIP, 93KB)

2017-11-03

CAM output

(PDF, 458KB)

2017-11-03

Microsoft Word - MAXREFDES7_BOM_RA.doc

(PDF, 20KB)

2019-07-09

maxrefdes7-cad-rb

(ZIP, 93KB)

2019-07-09

Microsoft Word - MAXREFDES7_BOM_RB.doc

(PDF, 20KB)

2019-07-09

CAM output

(PDF, 93KB)

MAXREFDES7 相关视频

查看所有视频