使用电容器的隔离电源

用于隔离电源电路的集成H桥驱动器（MAX256）通常驱动变压器的初级，但它也可以驱动一对电容，以替代变压器提供隔离和功率传输。

隔离电源通常由变压器产生，但也可以使用电容器产生。对于某些系统，尺寸和成本的限制可能有利于电容器。

在图1中，IC （MAX256）是集成的初级侧控制器和H桥驱动器，用于隔离电源电路。其振荡器、保护电路和内部FET驱动器通常为变压器的初级绕组提供高达3W的功率。在这种情况下，该器件驱动一对电容器，以替代变压器提供隔离和功率传输。

图1.这个简单的电路产生容性隔离的输出电压。

IC的可调开关频率（100kHz至1MHz）允许使用小型隔离电容，如下表所示，电容阻抗为1MHz。在低输出功率下，损耗可以忽略不计：

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

来自IC（ST1和ST2）的互补方波驱动信号由隔离电容耦合，并由二极管整流全波以产生隔离输出电压。高开关频率还允许使用一个小输出电容器。忽略开关损耗，输出电压为：

V外= V在- 2V帽- 2V二极管，其中 V帽= I外× XC.假设我外= 500mA

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

该电路适合隔离栅两端电位差固定的应用。（电容器在直流时提供隔离，但不为交流信号提供隔离。如图所示的元件值和500mA负载下，纹波电压约为直流输出电平的10%。您可以通过增加输出电容器的值来减小这种纹波。其他电路性能包括8Ω （~0.5A）负载时的上电响应（图2）、空载上电响应（图3）以及将8Ω连接到空载输出获得的负载瞬态响应（图4）。（在图2至图4中，通道3为+5V电源（V抄送），通道4是输出电容两端的电压。

图2.图1电路在8Ω负载下的上电响应

图3.图1电路在空载时的上电响应

图4.图1电路的负载瞬态响应，从空载切换到8Ω负载。

审核编辑：郭婷