PWM控制芯片SG3525原理及应用Word下载.docx

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SG3525功能框图如图1所示：

图1典型功能框图

1．Inv.input（脚1）：

误差放大器反向输入端。

在闭环系统中，该引脚接反馈信号。

在开环系统中，该端与补偿信号输入端（脚9）相连，可构成跟随器。

2．Noninv.input（脚2）：

误差放大器同向输入端。

在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。

根据需要，在该端与补偿信号输入端（脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。

3．Sync（脚3）：

振荡器外接同步信号输入端。

该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。

4．OSC.Output（脚4）：

振荡器输出端。

5．CT（脚5）：

振荡器定时电容接入端。

6．RT（脚6）：

振荡器定时电阻接入端。

7．Discharge（脚7）：

振荡器放电端。

该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。

8．Soft-Start（脚8）：

软启动电容接入端。

该端通常接一只5的软启动电容。

9．Compensation（脚9）：

PWM比较器补偿信号输入端。

在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。

5．输出。

电原理图如图4所示。

11、12、14端连结在一起，由13端输出信号。

这样，能保证13端的输出与锁存器的输出一致。

此外，SG3525还有欠压锁定电路，闭锁控制电路，软起动电路。

图4输出电原理图1/2部分图

第三章SG3525的工作原理

一、SPWM波的产生及传输

脉宽调制器SG3525的振荡器产生的锯齿波信号如图5所示，锯齿波的顶点约为3.3V，谷点约为0.9V，锯齿波的频率可通过改变外接电容来改变。

锯齿波信号加在比较器的同相输入端，来自误差放大器的信号加在比较器的反相输入端，通过比较器进行比较，获得SPWM波。

触发器在CP脉冲控制下输出

和

，分别控制2个与非门，CP脉冲出现的时刻与锯齿波峰点对齐，CP脉冲下跳时刻与谷点对齐，这样可保证CP脉冲与锯齿波同步同频率变化。

经过与非门电路后输出生的波形，其频率是CP脉冲频率的1/2。

2个功率场效管的驱动信号是互补的，这样能够保证在任何时刻一个导通，另一个截止。

图5锯齿波信号

二、工作过程

SG3525的软启动接入端（引脚8）上通常接一个5

F的软启动电容。

上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM比较器反向输入端处于低电平，PWM比较器输出高电平。

此时，PWM琐存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。

当软启动电容充电至使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。

实际工作中，基准电压接误差放大器的同相输入端，输出电压的采样电压加在误差放大器的反相输入端上，当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出高电平的时间变长，PWM琐存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回调到额定值，实现了稳定输出。

反之亦然。

　　外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。

当Shutdown（引脚10）上的信号为高电平时，PWM琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。

如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。

注意，Shutdown引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作。

　　欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。

如果输入电压过低，在SG3525的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。

　　此外，SG3525还具有以下功能，即无论因为什么原因造成PWM脉冲中止，输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来，PWM琐存器才被复位。

第四章应用电路

一、单端变换电路

SG3525的输出级采用图腾柱式结构，其灌电流/拉电流能力超过200mA。

在单端变换器应用中，SG3525的两个输出端应接地，如图6所示，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。

图6单端变换电路

二、推挽输出电路

当采用推挽式输出时，应采用如下结构，如图7所示。

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。

图7推挽输出电路

三、直接推动功率MOSFET电路

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8所示。

图8直接推动功率MOSFET电路图

四、小功率半桥式变压器驱动电路

SG3525能够直接驱动半桥变换器中的小功率变压器。

变压器一次绕组的两端分别直接接到SG3525的两个输出端上，在死区时间内可以实现变压器的自动复位，如图9所示。

图9小功率变压器直接驱动电路图

第五章DC—DC直流变换电源设计

一、性能指标

输入电压为DC24～35V可调，输入额定电压为30V，输出为5V／1A。

二、系统设计

图10DC—DC直流电源原理图

选用SG3525设计DC—DC直流变换器电源脉宽调制器，SG3525产生的两路互补方波控制MOSFET功率管的导通与截止，MOSFET驱动采用推挽连接结构，采用带中心抽头的变压器，在中心抽头处加入30V直流电压，输出部分采用全波整流，采用2．5～36V可调式精密并联稳压器TL43l作为稳压反馈器件，在输出端采用分压电阻给TL431提供参考电压，并通过光电隔离方式反馈到SG3525误差放大器输入端，以调节控制输出方波占空比来稳定输出电压。

1．控制及驱动电路设计

锯齿波生成电路由RT、CT和内部电路组成，因为是降压变换器，可采用较低频率的时钟，同时考虑到减小功耗，设计中取：

CT=4700pF，RT=3.3kΩ，RD=100Ω，

计算的振荡器输出频率:

f=90kHz

因此，PWM输出频率定为45kHz。

软启动电容接入端（引脚8）接一个1μF的软启动电容。

只有软启动电容充电使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。

系统中的基准比较调节电路则由基准引脚Vref和同相输入端及外围电阻构成。

2脚的固定电压值接近5V。

SG3525的l、2、9脚及其外围电路构成PI调节电路，它的输出与5脚锯齿波和软启动电容一起控制PWM控制器以产生方波。

它的输出级11、14脚输出两路互补的PWM波，采用图腾柱式结构，灌拉电流能力超过200mA，可以直接驱动MOSFET功率管，在这里选用的是IR公司生产的IRF630。

2．反馈补偿电路设计

为了确保输出的稳定，在+5V输出端引出反馈电压，采用2.5～36V可调式精密并联稳压器TL43l作为稳压器件，TL43l是德州仪器公司生产的一款有良好热稳定性的三端可调分流基准源。

它的输出电压可用两个电阻在2.5V到36V范围内任意设置基准电压。

该器件的典型动态阻抗为0.2Ω。

用它来构成外部误差检出电路，再经光耦器件组成隔离式反馈电路，为了反应迅速，采用线性光耦PC817。

当PC817中二极管正向电流在3mA左右变化时，其三极管的集—射极电流在4mA左右变化，而集—射极电压在很宽的范围内线性变化，因而很符合SG3525的控制要求。

当+5V输出电压升高时，经R27、R28分压后得到的取样电压，与TL43l中的2.5V带隙基准电压进行比较，并在阴极上形成误差电压，使LED的工作电流发生变化，通过光耦管PC817的输出，改变SG3525脚1的电压大小，从而改变9脚电流大小，经SG3525内部电路运算，改变脚11、14输出占空比，使+5V维持稳定。

3．输出电路设计

设计中采用整流器件MBR20100，其管压降小，效率高，二极管两端采用RC吸收电路，抑制二极管的反向瞬态电压，高频电压经其整流后由滤波电容C13滤波，再经扼流圈L1组成低通滤波器输出，C14用于降低交流纹波。