探索Riverside（MAXREFDES8#）：3.3V输入、12V（15V）输出隔离电源设计

在电子设计领域，电源设计一直是至关重要的一环。今天我们要探讨的是Maxim Integrated推出的Riverside（MAXREFDES8#）参考设计，这是一款3.3V输入、12V（15V）输出的隔离电源，适用于多种应用场景。

文件下载：MAXREFDES8#.pdf

一、设计概述

Riverside（MAXREFDES8#）子系统参考设计旨在利用3.3V电压输入创建一个12V（15V）输出的隔离电源。它主要由一个3W初级侧变压器H桥驱动器和一个宽输入范围且可调输出的低压差（LDO）线性稳压器组成。这个通用电源解决方案可用于多种隔离电源应用，尤其适用于工业传感器、工业自动化、过程控制和医疗应用。

二、设计特点

1. 隔离电源

该设计具备隔离电源功能，能有效减少干扰，提高系统的稳定性和安全性。这在对电源质量要求较高的工业和医疗应用中尤为重要。

2. 输出电压

支持12V和15V两种输出电压，通过调整LDO的反馈电阻（R2、R3）即可轻松实现不同电压输出。例如，对于15V输出应用，将R2改为187kΩ，R3改为16.2kΩ。

3. 小尺寸PCB

采用小尺寸的印刷电路板（PCB），节省空间，便于集成到各种设备中。

4. Pmod™兼容

具有Pmod™兼容的外形尺寸，方便与其他模块进行连接和扩展。

三、硬件详细描述

1. 电源输入

该设计从3.3V直流电源获取输入功率，输入电源可以来自J1 Pmod兼容连接器，也可以通过EXT_+3.3V和DGND连接器连接外部电源。

2. 变压器驱动

MAX256 H桥变压器驱动器以约475kHz的频率开关，驱动Halo® Electronics的TGM - H281NF变压器的初级侧，变压器的匝数比为1:2.6。

3. 电压整流

变压器的次级侧连接到一个倍压电路，将交流输出整流为直流输出。

4. 电压调节

MAX1659 LDO将电压调节到12V，齐纳二极管D3通过将LDO的输入电压保持在16.1V以下来保护LDO。

5. 输出电压设置

MAX1659 LDO的输出电压由公式(V{OUT }=V{SET } times(1+R 2 / R 3))确定，其中(V_{SET }=1.21V)。

6. 隔离变压器

设计中的隔离变压器具有1500VRMS的隔离电压，符合UL 60950和EN 60950标准，属于“功能性”绝缘等级。

四、快速启动

1. 所需设备

• Riverside（MAXREFDES8#）板
• 3.3V 1A电源
• 一个数字电压表

2. 操作步骤

1. 将跳线JU1上的分流器置于1 - 2位置。
2. 将电源的正极连接到EXT_+3.3V连接器。
3. 将电源的负极连接到DGND连接器。
4. 将电压表的正极连接到+12V连接器。
5. 将电压表的负极连接到GND连接器。
6. 打开电源。
7. 使用电压表测量输出电压。

五、实验室测量

1. 负载电流

当设置为12V输出时，电路可提供约165mA的最大负载电流；当设置为15V输出时，电路可提供约60mA的最大负载电流。若要获得更大的最大负载，用户可以适当增加输入电源电压或变压器匝数比。

2. 电源效率

电源效率如图2和图3所示，展示了12V和15V输出时电源效率与负载电流的关系。

3. 输出噪声

输出噪声远低于输出电压的0.5%，主要由MAX256的开关脉冲引起。图4 - 7分别展示了12V和15V输出在无负载和最大负载时的噪声情况。

六、设计文件与相关部件

1. 设计文件

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

2. 相关部件

• MAX1659：350mA、16.5V输入、低压差线性稳压器，可申请免费样品。
• MAX256：3W初级侧变压器H桥驱动器，用于隔离电源，可申请免费样品。
• MAXREFDES8：Riverside（MAXREFDES8#）3.3V输入、12V（15V）输出隔离电源。

如果你在设计过程中遇到技术问题，可以访问技术支持页面；如需申请样品，可访问样品申请页面；有其他问题和建议，可通过联系页面反馈。更多关于该设计的信息可参考应用笔记5512。

大家在实际应用中，是否也遇到过类似的电源设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。