[YJGQDD]开源小功率隔离电源设计第二篇：基本电路讲解

hailing · 发表于 2018-6-21 20:48:21

在“[YJGQDD]开源小功率隔离电源设计第一篇”中，我把飞飞隔离电源以及围绕隔离电源设计负压，倍压，4-20mA等一股脑儿放在一个帖子中，显得太杂乱了。因此重新在第二篇里面光讲如何设计一个小功率的隔离电源。从最少的器件开始往外延伸，由简单到复杂的应用来讲解下。
第一步：隔离+传递能量最常见并且效率比较高的方式是变压器。最简单的变压器为2个线圈，绕在磁性材料上。一个为初级，另外一个为次级输出隔离电压。

变压器只能通过交流，对数字电路来说方波相对是最容易产生的波形，要产交流的方波可以使用全桥产生。相对初级线圈的2个引脚来说正负积分面积必须严格相等，多出来的就是直流分量，会使线圈发热。那么增加1个隔直电容解决问题：

上图左边表示方波的波形，还是0到VCC的波形。加到次级线圈上就变成了VCC和-VCC交替变化的波形（把1个脚作为参考地看另外1个脚）。
后来测试还可以简化，就变成如下的设计：

（把隔直电容接地后，电容的上端电压就是1/2VCC了（可以看作同步整流，VCC经过50%占空比到C上输出电压就是1/2VCC）。初级上面的脚相对1/2VCC来说就是在1/2VCC到-1/2VCC之间变化，因此初级的匝数N1电压为1/2VCC，次级N2得到的电压为N2/N1* 1/2VCC。
第二步：把N2得到的N2/N1* 1/2VCC电压变为自己需要的直流电压，这里必须要全桥整流了，这里需要4个二极管，整流时有2个二极管的压降，输出电压变化随着输出电流的变化比2个二极管的ROYER要大。ROYER里面用2个绕组+2个二极管应该叫全波整流，优点是对于低电压输出，比如5V和3.3来说，整流时只有1个二极管的压降提高了效率，缺点是绕组需要双线并绕使得输出波形幅度一样，波形相反。整流之后再加1个电容滤波。

ISO_VCC的变化还是比较大的，测试过成品的0505模块，空载输出在5.5V，100mA输出在5V.200mA输出在4.8XV，所以1W的0505模块超过0.5W时需要考虑输出电压比5V低0.1V多。成品的1W0505为什么不在1W输出的时候保持5V电压呢？原因是会导致输出空载的时候电压上升到5.5V以上，超过正负10%的电压范围限制。并且我拆过的0505模块里面都使用硅二极管，比如BAV70来整流，而不是肖特基，原因是肖特基二极管的压降在1mA到200mA范围变化比硅二极管大。
第三步：把ISO_VCC稳压一下，现在的LDO价格便宜，大把SOT23封装的LDO可选。

加了LDO后，通过牺牲效率获得了稳定的电压输出，在0到200mA内输出都是5V.
第四步：产生方波。这里使用2个MOS产生1路方波的设计，因为器件少，对于一般的1W输出应用来说2个MOS足够了。4MOS可以输出更高的电压和更大的输出功率。

2301和2302价格便宜，耐压20V，上面还标了3400和3401是因为力创SMT库里面有这2个，但是价格高，批量我现在都是2301+2302.
BAT54S对于输出100mA以下的应用可以，200mA或更大的建议上1A以上的肖特基。比如现在我用SOD123的B5819W（力创SMT）或DSK24（2A）。
更小的封装可以使用SOT363的BAT54SWD（相当于2个BAT54S封装在一起的，具体型号因为力创网站升级现在查不了）
方波也可以直接用单片机的IO驱动，或者用门电路驱动，不过这样输出能力有限，在10到50mA，跟驱动能力和输出电压有关。好处就是更简洁。

john78 · 发表于 2018-6-21 21:38:18

本帖最后由 john78 于 2018-6-21 21:45 编辑

顶一下，有时间问Lz 买些磁环用下

JasonGao · 发表于 2018-6-21 22:15:18

不错不错，这样看起来清晰多了

jack_yu · 发表于 2018-6-22 00:29:27

谢谢楼主讲解，辛苦了！

zhangxun0712 · 发表于 2018-6-22 09:54:40

谢谢楼主讲解，学习了！

yuguoliang · 发表于 2018-6-22 10:26:50

这个设计的时候还可以考虑谐振的频率，让其工作在谐振状态下

JasonGao · 发表于 2018-6-22 10:30:33

收到了楼主的demo板，小试了一下，输入5V@175mA，负载50R，输出5.8V，效率大概77%，

No.5 · 发表于 2018-6-22 11:15:16

yuguoliang 发表于 2018-6-22 10:26
这个设计的时候还可以考虑谐振的频率，让其工作在谐振状态下

想得太简单了

hubinghuandi · 发表于 2018-6-22 19:37:01

谢谢楼主讲解，学习了！

3DA502 · 发表于 2018-6-22 20:46:59

本帖最后由 3DA502 于 2018-6-24 16:23 编辑

74hc2g14 驱动刚好

hailing · 发表于 2018-6-23 18:53:12

yuguoliang 发表于 2018-6-22 10:26
这个设计的时候还可以考虑谐振的频率，让其工作在谐振状态下

太复杂了，我到现在也搞不清楚谐振。另外电路复杂了，使用分立器件搭静态功耗就10几个mA以上了，不如直接开关来的简单，省心。能达到隔离电源输出的目的就行。

hailing · 发表于 2018-6-23 19:02:04

JasonGao 发表于 2018-6-22 10:30
收到了楼主的demo板，小试了一下，输入5V@175mA，负载50R，输出5.8V，效率大概77%， ...

demo板上默认是2MOS工作状态的，把左上的跳线帽插到4MOS工作状态输出电压空载在13V左右，输出1W功率电压在12V左右，效率在80%以上，输出电压高了，输出侧二极管的压降带来的效率损失越小。另外2MOS工作时，demo板另外2个MO也在开关，这个也会带来几个mA的静态电流增加，实际使用2MOS时静态功耗还可以更低。你要是使用MS80F0601FF驱动2个MOS管+FF0616静态功耗在6mA左右。

hailing · 发表于 2018-6-23 19:04:51

3DA502 发表于 2018-6-22 20:46
74hc2t14 驱动刚好

搜不到74hc2t14，是74hct14吗？门电路输出能力有限，输出电压随着输出电流增加减小很快。

modbus · 发表于 2018-6-23 19:28:18

方波的频率多少Hz比较合适？

hailing · 发表于 2018-6-23 20:18:06

modbus 发表于 2018-6-23 19:28
方波的频率多少Hz比较合适？

100到400khz，实际以静态电流小，输出能力复合自己的需求就行。对频率要求不高。

JasonGao · 发表于 2018-6-23 21:15:18

hailing 发表于 2018-6-23 19:02
demo板上默认是2MOS工作状态的，把左上的跳线帽插到4MOS工作状态输出电压空载在13V左右， ...

这个效率已经很满意了，003的电流确实也不低的。
楼主对隔直电容的选择有没有什么指点？比如不同电流和电压下的容值和功率问题。

hailing · 发表于 2018-6-23 21:31:45

JasonGao 发表于 2018-6-23 21:15
这个效率已经很满意了，003的电流确实也不低的。
楼主对隔直电容的选择有没有什么指点？比如不同电流和电 ...

电容要无极性的，容量的选择根据频率和电容内阻的关系计算Xc=1/(2*π*f*C) ，一般上uF级别的内阻在0.X欧姆，对1W输出的影响不大了，建议10uf好了。线圈上的实际电压为2MOS方式：1/2VCC-1个MOS的内阻-电容内阻，4MOS方式：VCC-2个MOS的内阻-电容内阻。耐压选2倍VCC电压。这些在输出功率大的时候需要考虑，1W以关系不大。

Garfieldfeng · 发表于 2018-6-24 10:31:03

开心啊，看到这么详细的分析。谢谢楼主

hailing · 发表于 2018-6-26 09:02:51

关于使用工模电感的测试我放在https://www.amobbs.com/forum.php ... ;page=2#pid10259915的103楼，图片比较多，就不放在这个帖子了，看着类，这个帖子以文字交流为主。大家可以使用飞飞DEMO板或我在第一篇里面提供的原理图和源代码测试下各类变压器看。

hailing · 发表于 2018-6-26 09:25:09

第五步：关于隔离变压器的设计：
1：输出电压符合自己的使用要求，输出电压在自己需要的最大输出电流下比需要的电压高一些，比如5V，100mA的输出要求，那么输出100mA时输出电压在5V以上。通过修改2MOS和4MOS管可以调整输出电压。帖子中有电压的计算公式
2：静态功耗要控制，变压器本身的静态功耗建议控制在20mA以内，驱动有问题或变压器不合适本身的静态功耗会直线往上飙，建议使用稳压电源限流设置好测试。
3：一个静态功耗控制好，输出电压电流符合自己设计要求的变压器已经成功了80%
4：部分应用注意耐压的问题，我之前从事电能表行业，对耐压的硬性指标是4KV AC，6KV冲击耐压（4KVAC转换成DC差多就是6KV），谁也不想因为一个变压器耐压达不到被高压脉冲击穿后让整个系统带电发生触电事故。耐压做的高总比低安全。变压器设计优先考虑使用三层绝缘线。不涉及到强电的话随意。
5：注意，空载电压会比带载电压高一些，具体跟不同的变压器种类和驱动频率都有关系。建议输出后接LDO给后端供电，不用太在意效率的问题，因为随着输出电流的增加，LDO上的压差越来越小，LDO带来的功耗的损失其实是在可以接收范围内的。上面也不会很热。比如压差0.2V，100mA输出才0.02W的损耗。
6：飞飞电源的设计是为了让小功率隔离电源设计变成数字电路的设计方式，但是变压器五花八门，还是需要自己动手测试下的，测试不同的匝比，频率等参数

JasonGao · 发表于 2018-6-27 10:10:28

今天又试了下用IR2153推变压器，发现带载能力不强，输入电压高的话效率有点低。

hailing · 发表于 2018-6-27 10:17:05

JasonGao 发表于 2018-6-27 10:10
今天又试了下用IR2153推变压器，发现带载能力不强，输入电压高的话效率有点低。 ...

多少V输入，多少V输出，使用哪个变压器？MOS什么型号？电路图可以上一下吗？

JasonGao · 发表于 2018-6-27 10:36:44

hailing 发表于 2018-6-27 10:17
多少V输入，多少V输出，使用哪个变压器？MOS什么型号？电路图可以上一下吗？ ...

电路图很简单，输入15V，输出负载51Ohm。整流桥是40V/1A Schottky的，压降很小。IR2153工作在100kHz。

1. 我先试了把FF0616反过来用，:--------)，试图得到一个5V的电压，实际是4.15V，输入电流忘记记了，效率60%。
2. 我又用了ER11.5的变压器，绕了12T:6T，初级电感大概200多uH，输入15V/46mA，输出4.6V/90mA。效率大概也是60%
3. 断开负载，静态功耗大概是15V/10mA

我觉得可能是IR2153本身功耗比较大，然后固定死区时间太长。

hailing · 发表于 2018-6-27 11:01:13

JasonGao 发表于 2018-6-27 10:36
电路图很简单，输入15V，输出负载51Ohm。整流桥是40V/1A Schottky的，压降很小。IR2153工作在100kHz。

1 ...

IR2153输出电压应该到不了0V和15V，估计在1V多到13V多之间，导致你的实际驱动电压就只有12V多一些，这点从匝比关系和实际输出电压可以反推。我以前是使用MOS驱动芯片驱动外部的MOS管的。这样实际就是15V的驱动电压。如何简单的驱动大于5V的应用我也在寻找更合适的器件中。

JasonGao · 发表于 2018-6-27 11:14:00

本帖最后由 JasonGao 于 2018-6-27 12:00 编辑

hailing 发表于 2018-6-27 11:01
IR2153输出电压应该到不了0V和15V，估计在1V多到13V多之间，导致你的实际驱动电压就只有12V多一些，这点 ...

是的，高电压到不了15V。低端Lo是比较正常的，高端Ho最高只有14V，然后梯形低下去到12V。

hailing · 发表于 2018-6-27 11:14:33

当时测试使用绍峰的驱动芯片加SOP8的MOS。方案可行。
使用同步整流芯片直接驱动，输出电压很低，因为DCDC芯片不能保持一直开关，要是能保持一直以50%占空比开关，无疑是体积和性价比最高的方案了。
使用数字三极管实现5V以上电压的尝试，开关功耗太大了。可能减小开关频率到50KHZ左右，增大死区时间还是可以尝试下：

JasonGao · 发表于 2018-6-27 12:45:14

hailing 发表于 2018-6-27 11:14
当时测试使用绍峰的驱动芯片加SOP8的MOS。方案可行。
使用同步整流芯片直接驱动，输出电压很低，因为DCDC芯 ...

理论上小电流用mosfet的pre-driver驱动是可以，不知道为什么Ho电压会跌下来，似乎没什么道理，我下午再试试看。

JasonGao · 发表于 2018-6-27 13:03:13

JasonGao 发表于 2018-6-27 12:45
理论上小电流用mosfet的pre-driver驱动是可以，不知道为什么Ho电压会跌下来，似乎没什么道理，我下午再试 ...

就是pre-driver的带载能力不强。输入15.1V，Ho和Lo各接200Ohm到地，Ho和Lo电压大概13.4V。
我这次试的是IRS2004，datasheet上Io+ 130mA。
我找找看手头上还有没有更大输出能力的pre-driver。

hailing · 发表于 2018-6-29 10:56:45

第六步：驱动5V以上电压的一种简单的电路形式；
关键点：1》靠LDO降压给驱动芯片供电。
2》2MOS方式减小MOS管数量。
3》使用2N7002和BSS84这类低结电容的MOS管，输入电压高的时候，小功率输出时输入电流也小，MOS管上的内阻对效率的影响大大减小。

使用插件FF0616 ，6T侧增加了7T，变成13T和16T。16T为15V输入侧线圈。13T为输出
15-5V，小功率输出设计。静态5mA，0.5W输出时效率76%
输入电压提高高24V，静态功耗7mA，0.1A/0.88W输出是效率74%
具体测试照片放https://www.amobbs.com/thread-5693175-2-1.html。照片多的放第一篇。

hailing · 发表于 2018-6-29 11:15:07

JasonGao 发表于 2018-6-27 13:03
就是pre-driver的带载能力不强。输入15.1V，Ho和Lo各接200Ohm到地，Ho和Lo电压大概13.4V。
我这次试的是I ...

上面提供了一种高输入电压的驱动方式。针对15V到5V隔离测试。

xbmo1234 · 发表于 2018-6-30 08:59:58

已撸一块板，可怜没有高精度电源和电子负载，只有示波器，打算用在RS485供电

xbmo1234 · 发表于 2018-6-30 09:01:50

24V转5V效率应该会有提高吧

hailing · 发表于 2018-6-30 14:03:37

xbmo1234 发表于 2018-6-30 09:01
24V转5V效率应该会有提高吧

谢谢支持，24v供电不能直接用基本飞飞DEMO板，可以参考我上面的2N7002＋BSS84电路图。24V效率跟5v差不多。

YS126 · 发表于 2018-7-2 09:53:14

收藏，顺便问下楼主。 input：30-100V， output：12V, I=100mA
input：60-150V， output：12V, I=100mA. 这两个模块量产价大概多少？ 10块以内能拿下吗？

hailing · 发表于 2018-7-2 11:38:10

YS126 发表于 2018-7-2 09:53
收藏，顺便问下楼主。 input：30-100V， output：12V, I=100mA
input： ...

要隔离吗？电压范围为什么要分2个，可以直接一个大范围电源搞定吗？
刚好我后面有一个方案要验证，是使用非隔离BUCK+隔离。用于我们的GPRS模块，解决对不同客户的供电问题：有客户是需要我们提供外部电源，也有客户是直接24V的PLC系统供电。使用之前提到的MP174方案，做1W左右的隔离输出，电压输入范围是计划做24VDC到380VAC，输出在1W左右。隔离耐压4KVAC。
按照MP174:3元，隔离电源部分3元，电解电容2元，电感1元，压敏电阻1元，二极管+阻容1元在11元。效率测试在50%左右，比用7805之类的线性稳压强，做1W输出发热还是可以接收的。缺点是我现在找到的超低工作电压范围，高耐压输入的非隔离电源芯片只有MP174，芯片选择范围窄。
你12V电源给哪些电路供电，我在第一篇上面展示的一个计量的板子是12V直接对继电器供电，这样这部分功耗不用通过隔离电源也提高了效率，MCU通过光耦控制12V继电器。本身MCU和RS485的电源再从非隔离的12V再隔离出5V供电。减小了隔离电源的压力。

YS126 · 发表于 2018-7-2 21:03:26

hailing 发表于 2018-7-2 11:38
要隔离吗？电压范围为什么要分2个，可以直接一个大范围电源搞定吗？
刚好我后面有一个方案要验证，是使 ...

我们是用在大功率马达驱动的，如果隔离和非隔离成本区别不大，我们是倾向于隔离。如果能做到30-150V这么宽范围，那是最好。目前我们用的是TI的lm5009非隔离芯片。

darkness27 · 发表于 2018-7-2 21:21:14

顶楼主，感谢分享

JasonGao · 发表于 2018-7-2 21:25:30

YS126 发表于 2018-7-2 21:03
我们是用在大功率马达驱动的，如果隔离和非隔离成本区别不大，我们是倾向于隔离。如果能做到30-150V这么 ...

你这种需求如果不隔离就上lnk啊，viper啊3843之类的buck电路，轻松搞定。隔离就上他们的flyback拓扑。

ycfly · 发表于 2018-7-2 23:33:49

小白来学习下，感谢楼主！

79222719 · 发表于 2018-12-24 17:07:03

楼主淘宝店铺里面没有demo 板子卖啦

unnormal · 发表于 2018-12-27 09:53:50

谢谢分享听听课

hailing · 发表于 2019-1-22 21:21:09

本帖最后由 hailing 于 2019-1-22 21:22 编辑

当输入电压大于5V时，并且输出功率要求大于1W情况下，可以使用以下电路，这个电路最大可以输出10W的功率

说明：驱动NMOS还是直接使用5V单片机的IO驱动。驱动PMOS需要从原来IO直接驱动改为放高边的推挽来驱动，通过Q5+2个1K电阻来分压后得到1个最高电压为BVCC（用于关闭PMOS）最低电压为1/2VCC（用来打开PMOS）的驱动信号。驱动信号以接成射随的方式驱动3904+3906，3904+3906组成推挽输出驱动PMOS。使用3904+3606是因为这2个管子结电容小。因为2N7002把信号反向了，所以驱动PMOS的信号从基本2MOS的2P改为1N（2个是波形反向的）。5V的电压可以通过BVCC接LDO后得到，选择20V耐压以上的LDO，可以用SE85XX，系列，最大35V输入电压。

hailing · 发表于 2019-6-2 22:41:05

上次接到一个网友的方案要求为20V输入，输出12V，最大输出15mA，输入电流小于12mA。他以前使用DCDC变换到12V，再使用1212的隔离DCDC模块输出12V.但是静态功耗太高而无法满足输入电流12mA以内。按照90%的隔离效率，算了下静态功耗需要控制在2mA@20Vin时。前期使用2N7002+BSS84搭了下电流，使用MS80F0601驱动，发现静态功耗有5mA多，无法满足要求。怎么修改驱动电路也无法满足2mA以内的静态电流。第二阶段·使用新设计的FF-BASIC-DEMO开发板来快速调整开关参数（打个广告，这个是属于我口袋实验室系列的第一款开发板，也算我的淘宝签名终于开始做电工工具系列。可以快速的验证开关频率，脉冲宽度，测试变压器同名端，变压器匝数，器件温升，计算开关效率。还可以插上扩展板实现自动测试由上位机出测试结果，68元包邮，6月中旬发货）
最终的测试板，使用MS80F0601驱动，使用FF0616的变压器，匝数12T：16T

20V静态电流1.84mA，达到了2mA以内的要求。输出14.33V

输出15mA，输出电压12V，输入电流11.68mA。

使用的驱动脉冲为100KHz，脉冲宽度只有500ns，这个波形是驱动变压器侧的波形。

FF-BASIC-DEMO开发板

使用上位机测试时找到的最佳开关波形和绕变压器时用来测试匝数。

hailing · 发表于 2019-6-2 22:43:08

明天换台电脑上画电路图，使用窄脉冲想不到功耗可以大大降低，输入电压降低还在允许范围内。

yfwuh · 发表于 2019-6-2 23:13:08

把变压器原边的那一堆换成一个单通道的驱动芯片更简单，双通道的也行

hailing · 发表于 2019-6-3 08:07:49

yfwuh 发表于 2019-6-2 23:13
把变压器原边的那一堆换成一个单通道的驱动芯片更简单，双通道的也行

驱动芯片很多最低电压在10v以上，外部还要mos，静态功耗也不容易控制，驱动信号电压高了功耗就上来了，这个应用需要节约每一mA的静态功耗。，之前使用绍峰的驱动外置mos测试过，需要信号源和驱动两个供电电压，不如分立器件直接驱动简单。

hailing · 发表于 2019-6-3 12:04:29

以上是对于要求低静态功耗，小输出电流的隔离电源参考电路。R1和R2决定BSS84的驱动波形，通过调节R2，使得BSS84的驱动电压在5V以内，大于5V静态功耗就会明显增加0.5mA以上，这样可以适用与其他的输入电压的应用。对于这个要求低静态功耗，小输出电流的应用来说，直接电阻分压后驱动BSS84足够了。开关波形周期为10us（100KHz），脉冲的宽度为0.5us。增加脉冲宽度会增加静态功耗，但是可以在输出相同电流时输出电压更大些。

yfwuh · 发表于 2019-6-3 20:12:03

hailing 发表于 2019-6-3 08:07
驱动芯片很多最低电压在10v以上，外部还要mos，静态功耗也不容易控制，驱动信号电压高了功耗就上来了，这 ...

你可能没明白我的意思，是驱动芯片直接驱动变压器，至于其他问题，选个合适的驱动芯片就行。实在不行，选个有en pin的

hailing · 发表于 2019-6-4 09:16:36

yfwuh 发表于 2019-6-3 20:12
你可能没明白我的意思，是驱动芯片直接驱动变压器，至于其他问题，选个合适的驱动芯片就行。实在不行，选 ...

驱动芯片直接驱动要满足3.3V到36V的各种电压范围不好找，现在这个分立器件的方案可以灵活修改设计，成本也低，要各种输出电压改下变压器匝比就可以出来，对于现在碰到的小功率隔离输出应用来说够用了。

hailing · 发表于 2019-8-1 09:48:11

本帖最后由 hailing 于 2019-8-1 10:12 编辑

hailing 发表于 2019-6-3 12:04
以上是对于要求低静态功耗，小输出电流的隔离电源参考电路。R1和R2决定BSS84的驱动波形，通过调节R2，使得B ...

图中的SE8550输出的10uF电容建议使用0805 封装的，使用0603封装的上电有严重过冲。这2天调试STM8L的低功耗切换老是坏芯片，调试到我怀疑人生。原来被LDO的电压过冲搞坏了STM8L051F3了。
我测试的板子是12V->M7->0805 10uF 25V->SE8533->0603 10uF 测试有6V以上的过冲。SE8533换ME6209A33过冲也有6V以上。把0805 10uF交换到LDO的输出后，上电过冲不管SE8533还是ME6209A33过冲都很小了。
要是输出有电解电容过冲就基本没有。
建议大家对LDO输出后端只有10uF电容的应用需要加示波器观察下过冲。对体积不在乎的情况加电解就没问题了。

yelong98 · 发表于 2019-10-7 22:29:49

0805没过冲，0603有过冲，这是什么原理？有什么解释可以分享下么？好奇怪啊

hailing · 发表于 2019-10-8 09:02:45

yelong98 发表于 2019-10-7 22:29
0805没过冲，0603有过冲，这是什么原理？有什么解释可以分享下么？好奇怪啊 ...

估计0805的电容和0603的ESR或其它参数有明显不同。对于uF级别以上的贴片电容，建议使用封装大一些的性能好一些。

feibagezib · 发表于 2019-10-8 23:35:01

也要在电机驱动板作小功率隔离电源，学习学习。
请教楼主：24V转5V（加LDO、50mA），4层板在PCB上作线圈，再用EE7.6平面磁芯，有可能么？

hailing · 发表于 2019-10-9 18:31:37

feibagezib 发表于 2019-10-8 23:35
也要在电机驱动板作小功率隔离电源，学习学习。
请教楼主：24V转5V（加LDO、50mA），4层板在PCB上作线圈， ...

可以的，估计静态功耗会高些。可以参考我另外一个帖子对贴片共模电感的测试/合适的频率可以驱动。我现在使用的绿色磁环优势是相同匝数静态功耗比PC40材料的磁性要低。这个输出功率开关的MOS管采用2N7002和BSS84:耐压高，节电容小，容易驱动。

887799 · 发表于 2019-10-9 20:00:04

hailing 发表于 2019-1-22 21:21
当输入电压大于5V时，并且输出功率要求大于1W情况下，可以使用以下电路，这个电路最大可以输出10W的功率

...

FF0616有什么办法输出功率达到10W？

hailing · 发表于 2019-10-10 07:44:52

887799 发表于 2019-10-9 20:00
FF0616有什么办法输出功率达到10W？

你输入电压多少？输出电压，电流多少？

887799 · 发表于 2019-10-10 08:51:01

输入5v或输入15v，输出5v。2A电流。或输出12v也可以。

zlq2000 · 发表于 2019-10-10 09:19:45

路过学习学习

hailing · 发表于 2019-10-10 22:15:31

887799 发表于 2019-10-10 08:51
输入5v或输入15v，输出5v。2A电流。或输出12v也可以。

      输出10W的功率对这个电路来说比较大了，输入电压低（相同输出功率条件下MOS上的开关电流更大，开关损耗和MOS本身的损耗很大）或输出电压低，输出电流大（全桥整流的肖特基损耗大）。因此按照你提出的15V输入，12V输出，输出功率10W来进行尝试。
      使用FF0616的磁环，重新计算，绕制，测试变压器，初级10T，次级19T.按照我的命名规则时FF1019。使用FF-BASIC-DEMO板进行测试。测试结果如下：
      1》10W输出效率最大只有80%左右。MOS管发热明显（46℃），其次是变压器。
      2》66KHz开关频率输出电压稳定性和输出功率比100KHz和200KHz要好，主要是开关损耗一定的情况下，把周期拉长后平均损耗变小，占空比变大。这个跟我的板子是直接MCU驱动MOS管，做1W的隔离电源是没问题，做10W的话MCU直接驱动MOS管的开关损耗增加就比较明显了。另外需要变压器支持低开关频率：这点现在的FF0616使用的绿环性能还是很好的，否者开关频率低变压器容易磁饱和发热。

hailing · 发表于 2019-10-10 22:17:40

其中温度测试MOS管温度的波动时因为测试不同频率输出功率不同，MOS管上的发热也不同而在变化。后面一段变压器的温度测试是把NTC探头夹到变压器上测试了。

thorn · 发表于 2019-10-10 22:26:59

学习了感谢分享

887799 · 发表于 2019-10-10 23:08:15

hailing 发表于 2019-10-10 22:17
其中温度测试MOS管温度的波动时因为测试不同频率输出功率不同，MOS管上的发热也不同而在变化。后面一段变压 ...

谢谢了。看来这个绿色的磁环还是很强劲的。是和F0616一模一样的？还是说材料一样，半径不一样？这种磁环的高低温特性怎样？受温度影响大不大？

hailing · 发表于 2019-10-11 16:45:29

887799 发表于 2019-10-10 23:08
谢谢了。看来这个绿色的磁环还是很强劲的。是和F0616一模一样的？还是说材料一样，半径不一样？这种磁环 ...

同一种磁环，重新绕线了。下次实际极限测试板子，排除MOS驱动不足的问题，对磁环在高低温下极限测试下

hailing · 发表于 2020-2-1 09:10:22

本帖最后由 hailing 于 2020-2-1 09:16 编辑

上面提到的20V电压输入，12V电压输出，输出电流15mA时要求输入电流小于12mA需求。使用窄脉冲驱动的方式，最后封装成模块的结果是12V，15mA输出时输入20V，12.5mA左右。静态电流做到2.5mA左右，算是同类型200mW级别隔离电源模块中静态功耗最低的了。B2012模块为定电压输入，内部LDO稳压输出，没有最低负载的要求。内部LDO输出已经接10uF电容，模块输出建议接的电容小于47uF，接的电容大了12V的上升时间会比较长，因为模块输出电流只有几十mA，对大电容的充电时间会比较长。
支持其它规格的小功率隔离电源模块的定制。
贴几个测试数据：
[22:53:24.900]收←◆空载电流Iin：02.59mA; VOUT：12.22V

[22:53:26.092]收←◆Iout:1mA; Iin：03.24mA; VOUT：12.22V

[22:53:27.284]收←◆Iout:12mA; Iin：10.63mA; VOUT：12.22V

[22:53:28.476]收←◆Iout:15mA; Iin：12.58mA; VOUT：12.11V

[22:53:29.668]收←◆Iout:20mA; Iin：15.75mA; VOUT：11.60V
本次测试结束

[22:53:43.259]收←◆空载电流Iin：02.56mA; VOUT：11.97V

[22:53:44.450]收←◆Iout:1mA; Iin：03.19mA; VOUT：11.98V

[22:53:45.642]收←◆Iout:12mA; Iin：10.57mA; VOUT：11.98V

[22:53:46.835]收←◆Iout:15mA; Iin：12.51mA; VOUT：11.98V

[22:53:48.026]收←◆Iout:20mA; Iin：15.67mA; VOUT：11.58V
本次测试结束
淘宝链接：https://item.taobao.com/item.htm ... p;abbucket=3#detail

xml2028 · 发表于 2020-2-1 09:30:19

谢谢楼主讲解

cjhk · 发表于 2020-2-1 14:09:46

谢谢楼主讲解，谢谢。
电源这一块还是水很深的，谢谢。

cyjkai · 发表于 2020-2-7 20:59:08

谢谢分享

wahaha · 发表于 2020-2-7 21:00:33

谢谢楼主讲解

[YJGQDD]开源小功率隔离电源设计第二篇：基本电路讲解

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阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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