系统板 5512

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



简介

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。
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 (JPG)


图1. Riverside子系统设计原理框图。

特性

应用

  • 隔离电源
  • 12V/15V输出电压
  • 占用较小的PCB面积
  • 兼容于Pmod™小型化设计
  • 工业传感器
  • 过程控制系统
  • 工业自动化
  • 医疗电子

简介

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。
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图1. Riverside子系统设计原理框图。

特性

应用

  • 隔离电源
  • 12V/15V输出电压
  • 占用较小的PCB面积
  • 兼容于Pmod™小型化设计
  • 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。

  1. 将旁路器放置在JU1的1–2位置
  2. 电源正端连接到EXT_+3.3V连接器
  3. 电源负端连接到DGND连接器
  4. 电压表正端连接到+12V连接器
  5. 电压表负端连接到GND连接器
  6. 打开电源
  7. 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。更多信息,请参考MAX256数据资料图2图3中注释了功率效率。

Figure 2. Power efficiency vs. current load for 12V output.

图2. 12V输出电压下的效率
Figure 3. Power efficiency vs. current load for 15V output.

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图5显示空载下,12V和15V输出的典型噪声特性;图6图7显示满载情况下,12V和15V输出的典型噪声特性。



图4. 噪声特性:VOUT = 12V、IOUT = 0mA


图5. 噪声特性:VOUT = 15V、IOUT = 0mA

图6. 噪声特性:VOUT = 12V、IOUT = 165mA



图7. 噪声特性:VOUT = 15V、IOUT = 60mA

Halo is a registered trademark of Halo Electronics, Inc.
Pmod is a trademark of Digilent Inc.

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。

  1. 将旁路器放置在JU1的1–2位置
  2. 电源正端连接到EXT_+3.3V连接器
  3. 电源负端连接到DGND连接器
  4. 电压表正端连接到+12V连接器
  5. 电压表负端连接到GND连接器
  6. 打开电源
  7. 用电压表测量输出电压

资源、工具

MAX256
3W原边变压器H桥驱动器,用于隔离电源

  • 可为隔离电源中的变压器提供高达3W的功率
  • +5V或+3.3V单电源供电
  • 可通过电阻编程设置内部振荡器模式

MAX1659
350mA、16.5V输入、低压差线性稳压器

  • Wide Input Voltage Range: 2.7V to 16.5V
  • Low, 490mV Dropout at 350mA Output Current (MAX1659)
  • 30µA Supply Current