电路分享_自制超低成本DC-DC隔离电源
本人的分享均来自于实际设计过程中的感悟
不能保证分享成果的正确性,如有错误,请各路大神指出,我会虚心学习,感谢!!!
一、电路概述
在设计产品的过程中,我们为了产品的可靠性和稳定性,会使用DC-DC隔离电源对系统电源进行隔离处理,我个人对控制成本有着着魔般的追求,一个1205的DC-DC隔离电源需要5-20块钱,这种价格在我的产品里面是不能被接受的。
那么有没有办法自制一个要求不高的隔离电源呢,当然是可以的,下图就是我使用的神器。
就是共模电感,如果空间够大,可以选择这种插件封装的共模电感,如果空间不够,可以选择贴片共模电感。
当然还是它的价格实在便宜,这种UU9.8-20mH的型号,一个在0.5元以下,贴片的在0.3元以下,如果拿这些共模电感作为隔离变压器使用,是不是能满足我们的需求呢。
二、应用场景
对成本控制要求高的场合
后端负载电流不超过30mA
对隔离输出电压要求不高的场合
对电源波动要求不高的场合
对负载变化率要求不高的场合
三、电路使用
该电路可以使用5-30V的电源用于共模电感的一次侧供电,由单片机输出一个固定频率的PWM波形,频率在100KHz左右(具体要实际测量),使得共模电感一次侧出现交变的电流,交变的电流产生交变磁场,使得二次侧发生感应电动势,从而产生电压。
四、电路优点缺点
优点:
成本低,使用共模电感加LDO和电容组合加起来价格在1.5元以内,而使用成品隔离电源至少需要5元以上的价格,价格优势明显。
可随意改变静态电流,降低产品功耗,成品隔离电源一般存在5-20mA的静态电流,即无负载时的电流,在功耗由要求的场合无法实现功耗的控制。而本电流可以通过控制占空比调节静态电流,达到控制功耗的目的。
缺点:
转换效率不高,由于采用共模电感,转换效率很难提升,效率会非常低。
输出电流不高,由于采用共模电感,其电感量大,容易出现饱和,我实际测试输出30mA还是没问题的。
电压稳定性较差,电压的精确度也无法保证,实际用在没有模拟测量的电路中。只有数字电路。
五、电路原理
该电路由于低成本考虑,并没有输出反馈信号,所以采用固定频率固定占空比的PWM信号驱动AP2302B,使得共模电感产生交变磁场,以产生感应电压。
由于共模电感的频率范围无法测定,手头仪器也不太够用,目前还无法找到使电路效率最高的频率和占空比,后续有时间我会详细测试频率的选择范围和占空比。现在也是稀里糊涂的,只要能达到输出要求即可。
目前的验证电路工作稳定正常,并且理论上该电路的隔离耐压应该比较大,EMC性能也是不错的。