探索Riverside（MAXREFDES8#）：3.3V輸入、12V（15V）輸出隔離電源設(shè)計(jì)

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源設(shè)計(jì)一直是至關(guān)重要的一環(huán)。今天我們要探討的是Maxim Integrated推出的Riverside（MAXREFDES8#）參考設(shè)計(jì)，這是一款3.3V輸入、12V（15V）輸出的隔離電源，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、設(shè)計(jì)概述

Riverside（MAXREFDES8#）子系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)旨在利用3.3V電壓輸入創(chuàng)建一個(gè)12V（15V）輸出的隔離電源。它主要由一個(gè)3W初級(jí)側(cè)變壓器H橋驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)寬輸入范圍且可調(diào)輸出的低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器組成。這個(gè)通用電源解決方案可用于多種隔離電源應(yīng)用，尤其適用于工業(yè)傳感器、工業(yè)自動(dòng)化、過程控制和醫(yī)療應(yīng)用。

二、設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1. 隔離電源

該設(shè)計(jì)具備隔離電源功能，能有效減少干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。這在對(duì)電源質(zhì)量要求較高的工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用中尤為重要。

2. 輸出電壓

支持12V和15V兩種輸出電壓，通過調(diào)整LDO的反饋電阻（R2、R3）即可輕松實(shí)現(xiàn)不同電壓輸出。例如，對(duì)于15V輸出應(yīng)用，將R2改為187kΩ，R3改為16.2kΩ。

3. 小尺寸PCB

采用小尺寸的印刷電路板（PCB），節(jié)省空間，便于集成到各種設(shè)備中。

4. Pmod?兼容

具有Pmod?兼容的外形尺寸，方便與其他模塊進(jìn)行連接和擴(kuò)展。

三、硬件詳細(xì)描述

1. 電源輸入

該設(shè)計(jì)從3.3V直流電源獲取輸入功率，輸入電源可以來(lái)自J1 Pmod兼容連接器，也可以通過EXT_+3.3V和DGND連接器連接外部電源。

2. 變壓器驅(qū)動(dòng)

MAX256 H橋變壓器驅(qū)動(dòng)器以約475kHz的頻率開關(guān)，驅(qū)動(dòng)Halo? Electronics的TGM - H281NF變壓器的初級(jí)側(cè)，變壓器的匝數(shù)比為1:2.6。

3. 電壓整流

變壓器的次級(jí)側(cè)連接到一個(gè)倍壓電路，將交流輸出整流為直流輸出。

4. 電壓調(diào)節(jié)

MAX1659 LDO將電壓調(diào)節(jié)到12V，齊納二極管D3通過將LDO的輸入電壓保持在16.1V以下來(lái)保護(hù)LDO。

5. 輸出電壓設(shè)置

MAX1659 LDO的輸出電壓由公式(V{OUT }=V{SET } times(1+R 2 / R 3))確定，其中(V_{SET }=1.21V)。

6. 隔離變壓器

設(shè)計(jì)中的隔離變壓器具有1500VRMS的隔離電壓，符合UL 60950和EN 60950標(biāo)準(zhǔn)，屬于“功能性”絕緣等級(jí)。

四、快速啟動(dòng)

1. 所需設(shè)備

• Riverside（MAXREFDES8#）板
• 3.3V 1A電源
• 一個(gè)數(shù)字電壓表

2. 操作步驟

1. 將跳線JU1上的分流器置于1 - 2位置。
2. 將電源的正極連接到EXT_+3.3V連接器。
3. 將電源的負(fù)極連接到DGND連接器。
4. 將電壓表的正極連接到+12V連接器。
5. 將電壓表的負(fù)極連接到GND連接器。
6. 打開電源。
7. 使用電壓表測(cè)量輸出電壓。

五、實(shí)驗(yàn)室測(cè)量

1. 負(fù)載電流

當(dāng)設(shè)置為12V輸出時(shí)，電路可提供約165mA的最大負(fù)載電流；當(dāng)設(shè)置為15V輸出時(shí)，電路可提供約60mA的最大負(fù)載電流。若要獲得更大的最大負(fù)載，用戶可以適當(dāng)增加輸入電源電壓或變壓器匝數(shù)比。

2. 電源效率

電源效率如圖2和圖3所示，展示了12V和15V輸出時(shí)電源效率與負(fù)載電流的關(guān)系。

3. 輸出噪聲

輸出噪聲遠(yuǎn)低于輸出電壓的0.5%，主要由MAX256的開關(guān)脈沖引起。圖4 - 7分別展示了12V和15V輸出在無(wú)負(fù)載和最大負(fù)載時(shí)的噪聲情況。

六、設(shè)計(jì)文件與相關(guān)部件

1. 設(shè)計(jì)文件

包括原理圖、物料清單（BOM）、PCB布局、PCB Gerber文件和PCB CAD（PADS 9.0）文件。

2. 相關(guān)部件

• MAX1659：350mA、16.5V輸入、低壓差線性穩(wěn)壓器，可申請(qǐng)免費(fèi)樣品。
• MAX256：3W初級(jí)側(cè)變壓器H橋驅(qū)動(dòng)器，用于隔離電源，可申請(qǐng)免費(fèi)樣品。
• MAXREFDES8：Riverside（MAXREFDES8#）3.3V輸入、12V（15V）輸出隔離電源。

如果你在設(shè)計(jì)過程中遇到技術(shù)問題，可以訪問技術(shù)支持頁(yè)面；如需申請(qǐng)樣品，可訪問樣品申請(qǐng)頁(yè)面；有其他問題和建議，可通過聯(lián)系頁(yè)面反饋。更多關(guān)于該設(shè)計(jì)的信息可參考應(yīng)用筆記5512。

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