PWM控制芯片SG3525工作原理及实际应用.docx
- 文档编号:10242546
- 上传时间:2023-02-09
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:244.17KB
PWM控制芯片SG3525工作原理及实际应用.docx
《PWM控制芯片SG3525工作原理及实际应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PWM控制芯片SG3525工作原理及实际应用.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PWM控制芯片SG3525工作原理及实际应用
PWM控制芯片SG3525工作原理及实际应用
PWM控制芯片SG3525工作原理及实际应用
其中,脚16为SG3525的基准电压源输出,精度可以达到(5.1±1%)V,采用了温度补偿,而且设有过流保护电路。
脚5,脚6,脚7内有一个双门限比较器,内电容充放电电路,加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525的振荡器。
振荡器还设有外同步输入端(脚3)。
脚1及脚2分别为芯片内误差放大器的反相输入端、同相输入端。
该放大器是一个两级差分放大器,直流开环增益为70dB左右。
特点如下:
(1)工作电压范围宽:
8—35V。
(2)5.1(11.0%)V微调基准电源。
(3)振荡器工作频率范围宽:
100Hz¬—400KHz.
(4)具有振荡器外部同步功能。
(5)死区时间可调。
(6)内置软启动电路。
(7)具有输入欠电压锁定功能。
(8)具有PWM琐存功能,禁止多脉冲。
(9)逐个脉冲关断。
(10)双路输出(灌电流/拉电流):
mA(峰值)。
各部分功能:
a基准电压源:
基准电压源是一个三端稳压电路,其输入电压VCC可在(8~35)V内变化,通常采用+15V,其输出电压VST=5.1V,精度±1%,采用温度补偿,作为芯片内部电路的电源,也可为芯片外围电路提供标准电源,向外输出电流可达400mA,没有过流保护电路。
b振荡电路:
由一个双门限电压均从基准电源取得,其高门限电压VH=3.9V,低门限电压VL=0.9,内部横流源向CT充电,其端压VC线性上升,构成锯齿波的上升沿,当VC=VH时比较器动作,充电过程结束,上升时间t1为:
t1=0.67RTCT
比较器动作时使放电电路接通,CT放电,VC下降并形成锯齿波的下降沿,当VC=VL时比较器动作,放电过程结束,完成一个工作循环,下降时间间t2为:
t2=1.3RDCT
注意:
此时间即为死区时间
锯齿波的基本周期T为:
T=t1+t2=(0.67RT+1.3RD)CT
因为RD《RT=>t2《t1
由上可见锯齿波的上升沿远长于下降沿,因此上升沿作为工作沿,下降沿作为回扫沿。
c误差放大器:
由两级差分放大器构成,其直流开环放大倍数为80dB左右,电压反馈信号uf从端子1接至放大器反相输入端,放大器同相输入端接基准电压。
该误差放大器共模输入电压范围是1.5V-5.2V。
dPWM信号产生及分相电路:
比较器的反相端接误差放大器的输出信号ue,而振荡器的输出信号uc则加到比较器的同相输入端,比较器的输出信号为PWM信号,该信号经锁存器锁存,分相电路由二进制计数器和两个或非门构成,其输入信号为振荡器的时钟信号,并用时钟信号的前沿触发,输出为频率减半的互补方波,这些方波和PWM信号输入到或非门逻辑电路。
其结果是,所有的输入为负时,输出为正。
这样P1、P2的输出每半周期交替为正,其宽度和PWM信号的负脉冲相等。
脉冲很窄的时钟信号输入到逻辑或非门电路,可使两个门的输出同时有一段低电平,以产生死区时间。
e脉冲输出级电路:
输出末级采用推挽输出电路,驱动场效应功率管时关断速度更快.11脚和14脚相位相差180°,拉电流和灌电流峰值达200mA。
由于存在开闭滞后,使输出和吸收间出现重迭导通。
在重迭处有一个电流尖脉冲,起持续时间约为100ns。
可以在13脚处接一个约0.1uf的电容滤去电压尖峰。
图23525各点工作波形
当输出晶体管开通时,R1上会有电流流过,R1上的压降将使VT1导通。
因此VT1是在SG3525内部的输出晶体管导通时间内导通的,因此其开关频率等于SG3525内部振荡器的频率。
当采用推挽式输出时,应采用如下结构,如图4.15
VT1和VT2分别由SG3525的输出端A和输出端B输出的正向驱动电流驱动。
电阻R2和R3是限流电阻,是为了防止注入VT1和VT2的正向基极电流超出控制器所允许的输出电流。
C1和C2是加速电容,起到加速VT1和VT2导通的作用。
由于SG3525的输出驱动电路是低阻抗的,而功率MOSFET的输入阻抗很高,因此输出端A和输出端B与VT1和VT2栅极之间无须串接限流电阻和加速电容,就可以直接推动功率MOSFET,如图4.16。
另外,SG3525还能够直接驱动半桥变换器中的小功率变压器。
如果变压器一次绕组的两端分别直接接到SG3525的两个输出端上,则在死区时间内可以实现变压器的自动复位,如图4.17
SG3525在双管正激开关电源中的应用
根据SG3525各脚功能和双管正激电路开关管控制规律,接有如图3所示的SG3525外围电路。
脚5、脚6、脚7的电容、电阻值决定了振荡器的振荡频率。
脚1和脚2为SG3525的误差放大器的反相和同相输入端,现均通过一个电阻接地,让它处于不工作状态,因为本控制电路的误差放大器采用的是TL431,其原因是由于隔离反馈电路采用的是比较普遍的光隔离器。
但是光隔离器的电流传送比会随温度而漂移,也会随着时间增加而逐渐变差,而且各个光耦合隔离器的误差范围也相差比较大,为了补偿光耦合器的这些差异而不使用电位器,就要把误差放大器放在光耦合隔离器的输入侧。
误差放大器可以检测到光隔离器漂移引起的其输出端的偏移,然后相应地调整电流。
副边的误差放大器通常采用的是TL431,它的内部有一个具有温度补偿的电压参考源和一个放大器,反馈电路如图4所示。
图3SG3525在双管正激电源中的应用
图4光隔离的电压反馈电路图
SG3525的脚8接不同的对地电容时软启动的时间不一样。
例如10滋F的电容所对应的软启动时间为0.58s,22滋F的电容所对应的软启动时间为1.26s等。
反馈信号直接送入脚9(即PWM比较器的反相输入端),和振荡器输出的三角波进行比较输出PWM波。
由于双管正激电路的两个主开关管是同时导通和同时关断,而SG3525的脚11和脚14输出的是两路占空比相等,但相位互差180毅的驱动波形。
所以只用其一路输出。
通过脉冲变压器来隔离驱动两个MOS管的开通和关断。
SG3525的脚11和脉冲变压器的输入端接一电容主要是为了起到隔直的作用,避免驱动变压器出现偏磁的现象。
3启动电路的改进
对离线式开关电源,如果启动电路始终从电源输入线获取电流,会产生很可观的损耗,特别是在高输入电压的场合下,启动电阻的热损耗很大,所以本文采用的启动电路在电路稳定工作后就切断启动回路,其结构如图5所示。
工作原理主要是当整个电源进入稳定工作状态后,SG3525的工作电源可以从变压器的附加绕组上获取,使得此时的三极管基射极和发射极上的二极管反偏,这样就完成了对启动电流的切断过程[2]。
图5高输入电压的双管正激电路的自启动电路
4实验结果
为了验证基于SG3525来实现双管正激变换器的可行性,选择合适的器件参数对这种控制方法的实现进行了实验验证。
输入电压为400~800V,输出电压为24V,额定输出电流为6A,频率为35kHz。
实验波形如图6~图9所示。
图6为SG3525的一路输出波形。
开关频率为35kHz,要改变其频率很简单,只需调节SG3525振荡器的频率即可。
图6SG3525脚11输出的PWM波形
图7为输入电压增加后MOS管驱动脉宽的变化,分别为输入电压等于420V和570V时的驱动波形。
由此可说明以下两点:
(1)此驱动波形为交流波形,由于SG3525的输出波形是单极性的,而脉冲变压器是不允许有直流成分存在,其后接一个隔直电容后再来驱动MOS管,故开关管的驱动波形变为交流波形;
(2)随着输入电压升高为570V时驱动MOS管导通的脉宽变窄,使得输出电压稳定在恒定值。
图7MOS管驱动脉宽的变化
图8为输出电压等于24V的直流波形。
图8输出电压的直流波形
图9为输出电压为24V的交流纹波,可见纹波小于40mV,电压尖峰也小于150mV。
图9输出电压的交流纹波
5结 语
实验证明:
基于芯片SG3525来实现双管正激稳压电路是可行的,且性能可靠,调节方便,实测的各点波形与理论波形相符,运行效果良好。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PWM 控制 芯片 SG3525 工作 原理 实际 应用