3 - 5V 输入输出不共地 DC - DC 隔离电路的实践验证

出处:网络整理时间:2025-07-01

  在电子电路设计中,有时需要一个简单的 DC - DC 隔离电路,且输入输出不共地。此电路的具体要求为:输入电压范围是 3 - 5V,输出电压同样为 3 - 5V,输出电流需大于 30mA。由于负载电流不大,所以打算采用分立元件来搭建电路,并且希望电路尽可能简单。

  前几天绘制了一个相关电路图并进行了实际验证。在验证过程中,使用的小磁环初级绕了 7T + 7T,次级绕了 9T。当输入电压为 3V 时,因为没有低电压的 1N5819,使用 1N4148 做桥式整流,电压损耗较大,所以重新绕了次级线圈。以下是实测数据的相关情况。

  该双管自激振荡电路没有稳压措施,当负载发生变化时,输出电压会不稳定,负载较轻时输出电压会比较高。为了解决这个问题,希望通过加上光耦反馈,让输出电压在负载变化时能够保持稳定。  经过反复试验,设计出了一个带有光耦反馈的稳压输出隔离电源。在实际测试时发现,低电压的稳压管性能不太理想,负载变化时输出电压不能保持稳定。于是采用两个 1.8 - 2.0V 左右的发光二极管串联来代替稳压管,效果还不错。在空载输出和 100 欧负载的情况下,输入电压在 3.0V - 5.0V 之间变化时,输出电压变化不大。

  在这个电路里,电阻、电容的取值范围比较大,不必严格拘泥于图中的数值。例如,R1 在 2K - 4K7 之间,只要三极管的放大倍数足够大,都不会有问题。R2 可以在 200 - 470 欧之间选取,阻值大一点,电路的效率会有所提升。C2 取 4n7 或 10nF 都可行。次级绕组一般绕 10 多圈,在 11 - 15T 之间即可,不要绕太多。
  这种基于分立元件的 DC - DC 隔离电路设计,为一些对成本和电路复杂度有要求的应用场景提供了一种可行的解决方案。通过不断的实验和优化,能够使其在满足输入输出要求的同时,具备较好的稳定性和性能。在实际应用中,还可以根据具体的需求对电路进行进一步的调整和改进。例如,如果对输出电流有更高的要求,可以考虑调整磁环的参数或者更换更合适的三极管等元件;如果对输出电压的稳定性要求更高,可以进一步优化光耦反馈电路的设计。
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