ZHCADT1 February   2024 MSPM0L1306

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
    1. 1.1 系统说明
    2. 1.2 设计 1:50kHz 高效率设计
    3. 1.3 设计 2:250kHz 空间优化型设计
    4. 1.4 设计 3:具有灵活开关频率的 MCU 驱动型设计
      1. 1.4.1 MOSFET 选型
      2. 1.4.2 效率测试
        1. 1.4.2.1 PWM (Ipwm) 电流消耗测试
        2. 1.4.2.2 效率测试设置
        3. 1.4.2.3 50kHz 开关频率下的效率测试结果
        4. 1.4.2.4 250kHz 开关频率下的效率测试结果
  5. 2设计文件
    1. 2.1 原理图
    2. 2.2 物料清单
  6. 3总结
  7. 4参考资料

总结

本应用手册介绍了有关双线制环路供电 4-20mA 现场变送器系统隔离电源的三种设计。

设计 1 以 50kHz 的固定开关频率运行,在 5V 输入电压下提供最高的效率(达 86%),并能在较低的输入电压下保持较高的效率。但是,它使用的变压器尺寸较大,可能不是尺寸受限型应用的理想之选。

与设计 1 相比,设计 2 具有 250kHz 开关频率,但效率略有降低,在 3.6V 时的最高效率为 80%。它的变压器尺寸更小,有利于实现紧凑设计。

设计 3 的灵活性最高,其可编程频率高达 500kHz,可使用小型变压器,并保持紧凑的外形尺寸。表 3-1 对这三种设计进行了汇总。

表 3-1 三种设计的比较
特性 设计 1 (50kHz) 设计 2 (250kHz) 设计 3(高达 500kHz)
开关频率 固定 50kHz

(- 40%,+40%)

固定 250kHz

(-40%,+20%)

可编程,高达 500kHz
效率
  • 86%(5V)
  • 82%(3.3V)
  • 80%(3.6V)
  • 67%(1.8V)
  • 50kHz:
    • 83%(3.6V)
    • 72%(1.8V)
  • 250kHz:
    • 77%(3.6V)
    • 62%(1.8V)

变压器尺寸 (mm3)

9.78 x 9.50 x 10.54

9.60 x 5.51 x 4.83

9.60 x 5.51 x 4.83

总之,应根据具体的应用要求选择合适的设计,同时考虑电路板的整体尺寸和效率等因素。设计 3 特别适用于非隔离侧已存在 MCU 的系统,可提供简化的集成和可编程灵活性。