Lakewood (MAXREFDES7 #): Entrada de 3,3 V, ± 12 V (± 15 V) Salida de la fuente de alimentación aislada

REFERENCIA DISEÑO 5510
 

Lakewood (MAXREFDES7 #): Entrada de 3,3 V, ± 12 V (± 15 V) Salida de la fuente de alimentación aislada

06 de noviembre 2012

Resumen: Este documento detalla el Lakewood (MAXREFDES7 #) diseño de referencia subsistema, una entrada de 3,3 V, ± 12 V (± 15 V) de salida, fuente de alimentación aislada. El diseño de referencia incluye una Lakewood 3W del lado primario del transformador H-puente conductor para suministros aislados, y dos de amplio rango de entrada y salida ajustables Reguladores de baja caída lineal (LDO).Resultados de las pruebas y archivos de hardware están incluidos.

Introducción

Alimentación aislada se requiere en muchas aplicaciones tales como aplicaciones industriales y médicas. El diseño Lakewood utiliza un puente H transformadorconductor ( MAX256 ), y un par de LDOs ( MAX1659 x2) para crear un ± 12 V (± 15 V) de alimentación de salida de alimentación aislada a partir de una entrada de tensión de 3,3 V ( Figura 1 ). Esta solución de alimentación de uso general puede ser utilizado en muchos tipos diferentes de aplicaciones de potencia aislados, sino que se destina principalmente para sensores industriales, automatización industrial, control de procesos y aplicaciones médicas.

Imagen más detallada (PDF, 1.9MB)

Diagrama de bloques del sistema

Figura 1. El subsistema de Lakewood diseño de diagrama de bloques.

Características

Aplicaciones

• Alimentación aislada
• ± 12 V (± 15 V) Salidas
• Pequeña placa de circuito impreso (PCB) área
• PMod ™ compatible con factor de forma

• Sensores industriales
• Control del proceso
• Automatización industrial
• Médico

Descripción detallada de Hardware

El subsistema de Lakewood diseño de referencia funciona a partir de una potencia de 3,3 V DC fuente . Los MAX256 puente H interruptores conductor transformador alrededor de 475 kHz y conduce el lado primario de la relación 1:2.6 turnos, con el uso de un transformador TGM-H281NF de Electronics HALO. El lado secundario del transformador está conectado a la tensión de dobladores que rectificar las salidas AC en salidas de CC. Dos MAX1659 LDOs regular los voltajes de +12 V y-12V, respectivamente. Los diodos Zener (D3 y D6) proteger los LDOs manteniendo sus voltajes de entrada por debajo de 16.1V.

La potencia de entrada puede ser de la J1 PMod Conector compatible o desde una fuente de alimentación externa conectada al EXT_ +3,3 V y conectores DGND. Para cambiar los voltajes de salida de este diseño de referencia, basta con cambiar las resistencias de retroalimentación (R2-R5) de la OCE (U2 y U3).

La tensión de salida del MAX1659 LDO se establece por la siguiente ecuación:

V _OUT = V _SET × (1 + R2/R3) por U2

V _OUT = V _SET × (1 + R4/R5) para U3

Donde V _SET = 1.21V

Por ejemplo, para la aplicación salidas ± 15V, cambiar R2 y R4 a 187kΩ, y R3 y R5 a cambio 16.2kΩ.

Este circuito también puede ser configurado para aplicaciones asimétricas.

En las aplicaciones sensibles a la ondulación de la tensión de salida, un paso bajo LC pi filtro puede ser añadido en frente de la entrada de LDO.

El transformador de aislamiento en este diseño tiene una tensión de aislamiento de 1500V _RMS . Es reconocido por UL 60950 y EN60950 y cae en la categoría "funcional" de aislamiento.

Las mediciones de laboratorio

El diseño Lakewood fue probado por dos pares de carriles de tensión de salida: ± 15V 12V y ±. Otros carriles de tensión se puede lograr mediante la modificación de los valores de resistencia de R2, R3, R4, y R5. Cuando se establece para las salidas de 12V ±, el circuito puede entregar una carga máxima de corriente de aproximadamente 90 mA para cada uno de los dos carriles simultáneamente. Cuando se configura para ± 15V salidas, el circuito puede entregar una carga máxima de corriente de aproximadamente 40 mA para cada uno de los dos carriles simultáneamente.

Para lograr una carga máxima mayor, el usuario puede aumentar la potencia de entrada de tensión de alimentación o aumentar la relación de vueltas del transformador correctamente. Consulte la hoja de datos MAX256 para más detalles. Las eficiencias de potencia se ilustra en la Figura 2 y la Figura 3 .

Para asimétricas aplicaciones de nivel de tensión, la carga máxima puede ser mayor para un carril y menos para otro carril.

Figura 2. Potencia vs eficiencia de corriente de carga para salidas ± 12V.

Figura 3. Potencia vs eficiencia de corriente de carga durante ± 15V salidas.

El ruido de salida es muy por debajo de 0,5% de las tensiones de salida. El ruido se debe principalmente a los impulsos de conmutación de la MAX256. La Figura 4 y la Figura 5 muestra el ruido sin carga de 12V y 15V salidas, respectivamente. Figura 6 y la Figura 7 muestra el ruido en las cargas máximas de 12 V y salidas de 15V, respectivamente.

El ruido en los rieles negativos son idénticos a los carriles positivos para aplicaciones de cargas simétricas.

Figura 4. El ruido en el VOUT = 12V, IOUT = 0 mA.

Figura 5. El ruido en el VOUT = 15V, IOUT = 0 mA.

Figura 6. El ruido en el VOUT = 12V, IOUT = 90 mA.

Figura 7. El ruido en el VOUT = +15 V, IOUT = 40 mA.

Todos los archivos de diseño

Archivos de hardware

Esquema de
lista de materiales (BOM)
diseño de PCB
PCB gerber
PCB CAD (PADS 9,0)

Pmod es una marca comercial de Digilent Inc.

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