使用電容器的隔離電源

用于隔離電源電路的集成H橋驅(qū)動(dòng)器（MAX256）通常驅(qū)動(dòng)變壓器的初級(jí)，但它也可以驅(qū)動(dòng)一對(duì)電容，以替代變壓器提供隔離和功率傳輸。

隔離電源通常由變壓器產(chǎn)生，但也可以使用電容器產(chǎn)生。對(duì)于某些系統(tǒng)，尺寸和成本的限制可能有利于電容器。

在圖1中，IC （MAX256）是集成的初級(jí)側(cè)控制器和H橋驅(qū)動(dòng)器，用于隔離電源電路。其振蕩器、保護(hù)電路和內(nèi)部FET驅(qū)動(dòng)器通常為變壓器的初級(jí)繞組提供高達(dá)3W的功率。在這種情況下，該器件驅(qū)動(dòng)一對(duì)電容器，以替代變壓器提供隔離和功率傳輸。

圖1.這個(gè)簡(jiǎn)單的電路產(chǎn)生容性隔離的輸出電壓。

IC的可調(diào)開關(guān)頻率（100kHz至1MHz）允許使用小型隔離電容，如下表所示，電容阻抗為1MHz。在低輸出功率下，損耗可以忽略不計(jì)：

XC= 1/2πfC = 1/（2 × 3.14 × 106× 0.45 × 10-6) ? 0.35Ω

來(lái)自IC（ST1和ST2）的互補(bǔ)方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)由隔離電容耦合，并由二極管整流全波以產(chǎn)生隔離輸出電壓。高開關(guān)頻率還允許使用一個(gè)小輸出電容器。忽略開關(guān)損耗，輸出電壓為：

V外= V在- 2V帽- 2V二極管，其中 V帽= I外× XC.假設(shè)我外= 500mA

V外= 5 - 2（0.5 × 0.35） - 2（0.5） = 5 - 0.35 - 1 ? 3.7V

該電路適合隔離柵兩端電位差固定的應(yīng)用。（電容器在直流時(shí)提供隔離，但不為交流信號(hào)提供隔離。如圖所示的元件值和500mA負(fù)載下，紋波電壓約為直流輸出電平的10%。您可以通過(guò)增加輸出電容器的值來(lái)減小這種紋波。其他電路性能包括8Ω （~0.5A）負(fù)載時(shí)的上電響應(yīng)（圖2）、空載上電響應(yīng)（圖3）以及將8Ω連接到空載輸出獲得的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)（圖4）。（在圖2至圖4中，通道3為+5V電源（V抄送），通道4是輸出電容兩端的電壓。

圖2.圖1電路在8Ω負(fù)載下的上電響應(yīng)

圖3.圖1電路在空載時(shí)的上電響應(yīng)

圖4.圖1電路的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，從空載切換到8Ω負(fù)載。

審核編輯：郭婷