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。

更多图片 (JPG)

图1. Riverside子系统设计原理框图。

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：

V_OUT = V_SET × (1 + R2/R3)

其中 V_SET = 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1500V_RMS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和图3中注释了功率效率。

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。

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.